JPH06168721A - Manufacture of lithium secondary battery and positive electrode active material - Google Patents

Manufacture of lithium secondary battery and positive electrode active material

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JPH06168721A
JPH06168721A JP4320558A JP32055892A JPH06168721A JP H06168721 A JPH06168721 A JP H06168721A JP 4320558 A JP4320558 A JP 4320558A JP 32055892 A JP32055892 A JP 32055892A JP H06168721 A JPH06168721 A JP H06168721A
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electrode active
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transition metal
compound
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Abstract

PURPOSE:To provide a manufacturing method for a lithium secondary battery, positive electrode active material, and a positive electrode of a high capacity, a high energy, and a long cyclic life. CONSTITUTION:A battery is formed of a negative electrode active material 101, a separator 107, a positive electrode active material 103 to/from lithium ions can be moved by charge/discharge, electrolyte 104 as ion conductive material, a collecting electrode 100, and a battery case 108 at least. A main component material of the positive electrode active material is a compound of one sort or more of transition metal and group 6A element having a structure of a collected body selected among amorphous material, microcrystals, mixture of amorphous materialand microcrystals, and mixture of amorphous material, microcrystals, and polycrystals of a crystal grain size of 500Angstrom or less. The compound of the transition metal and group 6A element comprises transition metal, its salt, organic compound, hydroxide, etc., which are regulated by use of solution reaction, gas phase reaction, dissolving, and quenching.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、充放電によって正極活
物質にリチウムイオンが出入りする、リチウム二次電池
に関する。特に、充放電の繰り返し特性に優れた、高容
量のリチウム二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium secondary battery in which lithium ions enter and leave the positive electrode active material by charging and discharging. In particular, the present invention relates to a high-capacity lithium secondary battery having excellent charge / discharge repeating characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、CO2 の増加による温室効果で地
球の温暖化が生じることが予測され、新たな火力発電の
建設が難しくなってくるため、発電機の有効利用として
夜間電力を一般家庭に設置した二次電池に蓄えて負荷を
平準化する、いわゆるロードレベリングを行うことが考
案されている。また、大気汚染物質を排出しない電気自
動車のため高エネルギー密度の二次電池の開発が望まれ
ており、ブック型パーソナルコンピュータやワードプロ
セッサー,ビデオカメラや携帯電話などのポータブル機
器の電源にも高性能な二次電池の開発への要求がますま
す高まっている。
2. Description of the Related Art Recently, it is expected that global warming will occur due to the greenhouse effect caused by an increase in CO 2 , and it will become difficult to construct a new thermal power plant. It has been devised to carry out so-called load leveling, in which the load is leveled by accumulating in the secondary battery installed in. In addition, the development of high energy density secondary batteries for electric vehicles that do not emit air pollutants is desired, and they are highly efficient as power sources for portable devices such as book-type personal computers, word processors, video cameras, and mobile phones. The demand for the development of secondary batteries is ever increasing.

【0003】上記高性能の二次電池としてリチウムイオ
ンを層間化合物に導入したものを正極活物質に、負極活
物質にカーボンを用いたロッキングチェアー型リチウム
イオン電池の開発が進み、一部実用化されつつある。し
かし、リチウムイオン電池は、金属リチウムを負極活物
質に使用するリチウム電池本来の特徴である高エネルギ
ー密度を達成していない。さらに、高容量、高エネルギ
ーの、サイクル寿命の長い、リチウム蓄電池の開発が望
まれている。
As the above high performance secondary battery, a rocking chair type lithium ion battery in which lithium ion is introduced into an intercalation compound as a positive electrode active material and carbon as a negative electrode active material has been developed and partially put into practical use. It's starting. However, the lithium ion battery has not achieved the high energy density which is the original feature of the lithium battery in which metallic lithium is used as the negative electrode active material. Furthermore, development of a lithium storage battery with high capacity, high energy, and long cycle life is desired.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
の欠点を解決し、高容量、高エネルギーの、長サイクル
寿命のリチウム電池を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional drawbacks and to provide a lithium battery of high capacity, high energy and long cycle life.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記従来の欠点を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、結
晶粒の大きさが500オングストローム以下である、一
種類以上の遷移金属と6A族元素との化合物をリチウム
二次電池の正極活物質に採用することによって、高容
量、高エネルギーの、長サイクル寿命が達成できること
を見いだした。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned conventional drawbacks, the present inventor has found that one or more kinds of transition metals having a crystal grain size of 500 angstroms or less. It has been found that high capacity, high energy, and long cycle life can be achieved by adopting a compound of a group 6A element and a group 6A element as a positive electrode active material of a lithium secondary battery.

【0006】本発明は、負極活物質、セパレーター、充
放電によってリチウムイオンの出入りが可能な正極活物
質、イオンの伝導体である電解質、集電電極と、電池ケ
ースから少なくとも形成されたリチウム二次電池におい
て、該正極活物質の主構成物質が、結晶粒の大きさが5
00オングストローム以下である、一種類以上の遷移金
属と6A族元素との化合物であることを特徴とするリチ
ウム二次電池である。
The present invention provides a lithium secondary material formed at least from a battery case, a negative electrode active material, a separator, a positive electrode active material capable of allowing lithium ions to move in and out by charging and discharging, an electrolyte as an ion conductor, a current collecting electrode. In a battery, the main constituent material of the positive electrode active material is a crystal grain size of 5
A lithium secondary battery, which is a compound of one or more kinds of transition metals and a Group 6A element having a thickness of 00 angstroms or less.

【0007】さらに、上記正極活物質の主構成物質は、
非晶質,微結晶,非晶質と微結晶の混在したもの,非晶
質と微結晶と多結晶の混在したもの,から選択される集
合体の構造を有している。結晶粒の大きさが500オン
グストローム以下、より好ましくは200オングストロ
ーム以下である、非晶質,微結晶,非晶質と微結晶の混
在したもの,非晶質と微結晶と多結晶の混在したもの,
から選択される集合体の構造の遷移金属と6A族元素と
の化合物を、リチウム二次電池の正極活物質に採用する
ことによって、1)正極活物質の反応面積を大きくでき
ることにより、充放電時の電気化学反応をより円滑にす
ることができ、充電容量を向上できる、2)充放電時の
リチウムイオンの出入りによって正極活物質に生じる歪
を小さく抑えて、サイクル寿命を伸ばすことが可能にな
る、などの効果が得られる。
Further, the main constituent material of the positive electrode active material is
It has an aggregate structure selected from amorphous, microcrystalline, a mixture of amorphous and microcrystalline, and a mixture of amorphous, microcrystalline and polycrystalline. Amorphous, microcrystalline, a mixture of amorphous and microcrystalline, a mixture of amorphous, microcrystalline and polycrystalline, with a crystal grain size of 500 angstroms or less, more preferably 200 angstroms or less. ,
By adopting the compound of the transition metal having the structure of the aggregate selected from the group 6A element as the positive electrode active material of the lithium secondary battery, 1) the reaction area of the positive electrode active material can be increased, so The electrochemical reaction of can be made smoother, and the charge capacity can be improved. 2) It is possible to suppress the strain generated in the positive electrode active material due to the movement of lithium ions during charging and discharging, and to extend the cycle life. , Etc. can be obtained.

【0008】上記遷移金属と6A族元素との化合物を主
構成物質とする正極活物質の比表面積は、正極として形
成する前で、50m2 /g以上であることが好ましく、
100m2 /g以上であることがより好ましい。さら
に、水素元素を含有する、遷移金属と6A族元素との化
合物を採用することによって、充放電のサイクル特性を
向上できる。
The specific surface area of the positive electrode active material containing a compound of the above transition metal and a 6A group element as a main constituent is preferably 50 m 2 / g or more before being formed as a positive electrode,
It is more preferably 100 m 2 / g or more. Furthermore, by adopting a compound of a transition metal and a 6A group element containing a hydrogen element, the charge / discharge cycle characteristics can be improved.

【0009】また、正極活物質に、有機金属化合物によ
る親油処理を施すことによって、充放電時に電解液と正
極活物質間の固液反応をより円滑にすることができる。
遷移金属と6A族元素との化合物の具体例としては、酸
化ニッケル,酸化コバルト,酸化チタン,酸化鉄,酸化
バナジウム,酸化マンガン,酸化モリブデン,酸化クロ
ム,酸化タングステンなどの金属酸化物,または硫化モ
リブデン,硫化鉄,硫化チタンなどの金属硫化物,オキ
シ水酸化鉄などの水酸化物,あるいは上記化合物の複合
体,が挙げられる。
By subjecting the positive electrode active material to lipophilic treatment with an organometallic compound, the solid-liquid reaction between the electrolytic solution and the positive electrode active material can be made smoother during charging and discharging.
Specific examples of the compound of a transition metal and a 6A group element include nickel oxide, cobalt oxide, titanium oxide, iron oxide, vanadium oxide, manganese oxide, molybdenum oxide, chromium oxide, metal oxides such as tungsten oxide, or molybdenum sulfide. , A metal sulfide such as iron sulfide and titanium sulfide, a hydroxide such as iron oxyhydroxide, or a complex of the above compounds.

【0010】さらに、二次電池の負極活物質に、リチウ
ムイオンを透過する膜を表面に被覆した金属リチウムを
採用することによって、長寿命で高エネルギー密度のリ
チウム二次電池が得られる。本発明は、また、リチウム
二次電池の正極活物質の製造方法において、遷移金属自
体,遷移金属の塩,遷移金属の有機金属化合物,遷移金
属水素化物,遷移金属の水素化物,遷移金属のカルボニ
ル化合物,遷移金属酸化物,から選択される一種類以上
の材料を原料とし、溶液反応,気相反応,融解と急冷,
から選択される反応を利用して、結晶粒の大きさ500
オングストローム以下、より好ましくは200オングス
トローム以下の、非晶質,微結晶,非晶質と微結晶の混
在したもの,非晶質と微結晶と多結晶の混在したもの,
から選択される集合体の構造の、遷移金属と6A族元素
との化合物を形成する工程を少なくとも有する正極活物
質の製造方法である。
Further, by using metallic lithium whose surface is coated with a film that permeates lithium ions, as a negative electrode active material of the secondary battery, a lithium secondary battery having a long life and a high energy density can be obtained. The present invention also provides a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery, which comprises a transition metal itself, a transition metal salt, a transition metal organometallic compound, a transition metal hydride, a transition metal hydride, and a transition metal carbonyl. Using one or more materials selected from compounds and transition metal oxides as raw materials, solution reaction, gas phase reaction, melting and quenching,
The size of the crystal grain is 500 using the reaction selected from
Å or less, more preferably 200 Å or less, amorphous, microcrystalline, mixed amorphous and microcrystalline, mixed amorphous, microcrystalline and polycrystalline,
A method for producing a positive electrode active material, which comprises at least a step of forming a compound of a transition metal and a 6A group element having a structure of an aggregate selected from.

【0011】本発明は、特に、遷移金属の塩とアルカリ
との反応,有機遷移金属化合物の加水分解反応,遷移金
属とアルカリとの反応,から選択される一種類以上の反
応を用いて、遷移金属の水酸化物を調製した後に、脱水
反応にて、あるいは、気相中で、遷移金属の塩や有機遷
移金属化合物を分解するか、遷移金属の塩や有機遷移金
属化合物の分解物もしくは遷移金属金属蒸気に6A族元
素または6A族元素化合物を反応させて、あるいは、遷
移金属,遷移金属化合物から選択される一種類以上の材
料を溶融させ、6A族元素,6A族元素化合物から選択
される一種類以上の材料と反応させた後、急冷して、結
晶粒の大きさ500オングストローム以下の、非結晶
質、あるいは微結晶、あるいは非結晶と微結晶の混在し
たもの、あるいは非晶質と微結晶と多結晶の混在したも
のの集合体の構造の、遷移金属と6A族元素との化合物
である正極活物質を形成する製造方法である。
The present invention particularly uses one or more reactions selected from a reaction of a salt of a transition metal with an alkali, a hydrolysis reaction of an organic transition metal compound, a reaction of a transition metal with an alkali, and a transition reaction. After the metal hydroxide is prepared, the transition metal salt or the organic transition metal compound is decomposed in the dehydration reaction or in the gas phase, or the decomposition product or the transition of the transition metal salt or the organic transition metal compound is generated. A metal selected from a 6A group element and a 6A group element compound by reacting a metal group vapor with a 6A group element or a 6A group element compound or by melting one or more kinds of materials selected from transition metals and transition metal compounds. After reacting with one or more kinds of materials, it is rapidly cooled to have a crystal grain size of 500 angstroms or less, amorphous or microcrystalline, or a mixture of amorphous and microcrystalline, or non-crystalline. Quality and microcrystalline and polycrystalline mixed-although the aggregate structure of a manufacturing method for forming a positive electrode active material is a compound of a transition metal and the group 6A element.

【0012】遷移金属元素 本発明の正極活物質の遷移金属元素としては、部分的に
d殻あるいはf殻を有する元素で、Sc,Y,ランタノ
イド,アクチノイド,Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Mo,W,Wn,Tc,Re,Fe,Ru,
Os,Co,Rh,Ir,Ni,Pd,Pt,Cu,A
g,Auを用いる。主には、第一遷移系列金属のTi,
V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cuを使用する。
実際の遷移金属と6A族元素との化合物を製造するため
の原料には、上記遷移金属と遷移金属の塩と遷移金属の
酸化物と遷移金属の水酸化物などを用いる。
Transition Metal Element The transition metal element of the positive electrode active material of the present invention is an element having a partial d-shell or f-shell, such as Sc, Y, lanthanoid, actinide, Ti, Zr, Hf, V, Nb, T
a, Cr, Mo, W, Wn, Tc, Re, Fe, Ru,
Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, A
g and Au are used. Mainly, Ti of the first transition series metal,
V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu are used.
As a raw material for producing an actual compound of a transition metal and a 6A group element, the above transition metal, a salt of the transition metal, an oxide of the transition metal, a hydroxide of the transition metal, or the like is used.

【0013】6A族元素 本発明の正極活物質の6A族元素としては、O,S,S
e,Te,Poを使用する。主には、O,Sを使用す
る。実際の遷移金属と6A族元素との化合物を製造する
ための原料には、上記元素のほかに、イオウ,セレン,
テルル,ポロニウムの、水素化物、ハロゲン化物,ハロ
ゲン化酸化物、酸化物などの化合物が使用できる。
Group 6A Element As the group 6A element of the positive electrode active material of the present invention, O, S, S
e, Te, Po are used. Mainly O and S are used. In addition to the above elements, sulfur, selenium, and selenium can be used as raw materials for producing a compound of an actual transition metal and a Group 6A element.
Compounds of tellurium and polonium such as hydrides, halides, halogenated oxides and oxides can be used.

【0014】添加元素 遷移金属以外の元素を添加することによって、リチウム
イオンの出入りに伴って生じる正極活物質の歪を緩和す
ることができる。添加方法としては、上述の正極活物質
の製造工程中に、リチウム,マグネシウム,ナトリウ
ム,カリウム,アルミニウム,亜鉛,カルシウム,バリ
ウム,鉛,インジウム,ホウ素,珪素,スズ,リン,砒
素,アンチモン,ビスマス,塩素,フッ素,から選択さ
れる一種類以上の元素の、塩または水酸化物あるいは有
機金属化合物を添加する方法が有効である。添加元素の
遷移金属元素に対する原子比は、1以下であることが好
ましい。
Addition Element By adding an element other than the transition metal, the strain of the positive electrode active material caused by the entry and exit of lithium ions can be relaxed. As a method of adding, lithium, magnesium, sodium, potassium, aluminum, zinc, calcium, barium, lead, indium, boron, silicon, tin, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth, A method of adding a salt or hydroxide or an organometallic compound of one or more elements selected from chlorine and fluorine is effective. The atomic ratio of the additive element to the transition metal element is preferably 1 or less.

【0015】(遷移金属と6A族元素との化合物の製造
方法)本発明の遷移金属と6A族元素との化合物の製造
方法には、大別すると、遷移金属の塩あるいは有機遷移
金属化合物の溶液から水酸化物を経由して調製する方法
と、遷移金属あるいは遷移金属化合物を溶融し急冷して
調製する方法と、気相にて遷移金属化合物を反応させて
調製する方法が、適している。
(Method for Producing Compound of Transition Metal and Group 6A Element) The method for producing the compound of transition metal and group 6A element of the present invention is roughly classified into a solution of a transition metal salt or an organic transition metal compound solution. From the above, a method of preparing via a hydroxide, a method of melting and rapidly cooling a transition metal or a transition metal compound, and a method of reacting a transition metal compound in a gas phase are suitable.

【0016】水酸化物から遷移金属酸化物を調製する具
体例としては、水酸化物を空気中あるいは酸素雰囲気下
で焼成または乾燥して、粉体を調製する方法などがあ
る。水酸化物から遷移硫化物を調製する具体例として
は、水酸化物を硫化水素を混合した水素還元雰囲気で焼
成し粉体を調製する方法がある。急冷法にて遷移金属酸
化物を調製する方法としては、遷移金属や遷移金属酸化
物などの遷移金属化合物を溶融した後、不活性ガスを混
合した酸素ガスで、回転円盤上に吹き付けて粉体を調製
する方法などがある。
As a specific example of preparing a transition metal oxide from a hydroxide, there is a method of preparing a powder by firing or drying the hydroxide in air or in an oxygen atmosphere. As a specific example of preparing the transition sulfide from the hydroxide, there is a method of preparing the powder by firing the hydroxide in a hydrogen reducing atmosphere mixed with hydrogen sulfide. As a method of preparing a transition metal oxide by a quenching method, a transition metal compound such as a transition metal or a transition metal oxide is melted, and then oxygen gas mixed with an inert gas is sprayed on a rotating disk to obtain a powder. There is a method of preparing.

【0017】気相反応にて遷移金属酸化物を調製する方
法としては、遷移金属の塩を酸化または加水分解する
か、遷移金属金属蒸気と6A族元素または6A族元素化
合物と反応させるか、有機遷移金属化合物を分解して、
粉体を調製する方法などがある。急冷法を除く上記各種
の調製方法における調製温度は、400℃以下が好まし
く、300℃以下がより好ましい。
As a method for preparing a transition metal oxide by a gas phase reaction, a salt of a transition metal is oxidized or hydrolyzed, a transition metal metal vapor is reacted with a 6A group element or a 6A group element compound, or an organic compound is used. Decomposing transition metal compounds,
There is a method of preparing powder. The preparation temperature in each of the above various preparation methods except the quenching method is preferably 400 ° C. or lower, and more preferably 300 ° C. or lower.

【0018】以下、上記液相反応法,気相反応法,溶融
急冷法について説明する。 [液相反応]溶液から水酸化物を経由して製造する方法
における主反応の水酸化物の調製方法としては、以下の
方法が挙げられる。水酸化物の調製方法 遷移金属水酸化物の調製方法は、遷移金属の塩とアルカ
ルとの反応、有機遷移金属化合物の加水分解反応、遷移
金属とアルカリとの反応などの反応を用いるのが適当で
ある。調製温度は150℃以下が好ましく、100℃以
下がより好ましい。
The liquid phase reaction method, the gas phase reaction method, and the melt quenching method will be described below. [Liquid phase reaction] As a method for preparing the hydroxide of the main reaction in the method for producing a solution from a solution via a hydroxide, the following methods can be mentioned. Method for Preparing Hydroxide As a method for preparing a transition metal hydroxide, it is appropriate to use a reaction such as a reaction between a salt of a transition metal and an alcal, a hydrolysis reaction of an organic transition metal compound, a reaction between a transition metal and an alkali. Is. The preparation temperature is preferably 150 ° C or lower, more preferably 100 ° C or lower.

【0019】遷移金属の塩とアルカリとの反応 遷移金属の塩の水溶液にアルカリを反応させて、遷移金
属の水酸化物として沈澱させて調製する。このとき、二
種類以上の遷移金属の塩を混合して用いれば、複合遷移
金属の水酸化物が得られる。遷移金属の塩の代表例とし
ては、炭酸塩,硝酸塩,ハロゲン化物,硫酸塩,スルフ
ァミン酸塩,酢酸塩,シュウ酸塩,クエン酸塩,酒石酸
塩,ギ酸塩,アンモニウム塩などが使用できる。
Reaction of Transition Metal Salt with Alkali It is prepared by reacting an aqueous solution of a transition metal salt with an alkali to precipitate as a transition metal hydroxide. At this time, when two or more kinds of transition metal salts are mixed and used, a composite transition metal hydroxide is obtained. Typical examples of the transition metal salt include carbonate, nitrate, halide, sulfate, sulfamate, acetate, oxalate, citrate, tartrate, formate and ammonium salt.

【0020】アルカリとしては、水酸化リチウム,水酸
化ナトリウム,水酸化カリウム,水酸化アンモニウムな
どが使用できるほかに、加熱することによって水酸化イ
オンを発生してpHを上昇させる尿素,チオ尿素などを
用いることができる。上記遷移金属塩の水溶液にアルカ
リを反応させるおりに、有機酸や無機酸,各種アミンを
少量加えたり、アルコールなどの有機溶媒を加えること
によって、水酸化物の沈澱粒子を微細化することが好ま
しい。
As the alkali, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide and the like can be used, and also urea, thiourea and the like which generate a hydroxide ion by heating to raise the pH. Can be used. It is preferable to finely precipitate the hydroxide precipitation particles by adding a small amount of an organic acid, an inorganic acid, various amines, or an organic solvent such as alcohol while reacting the aqueous solution of the transition metal salt with an alkali. .

【0021】沈澱時に超音波振動を与えることによっ
て、さらに、沈澱粒子を微細化することも可能である。
これにより比表面積を高めることができる。有機遷移金属化合物の加水分解反応 遷移金属の、アルコキシド,アセチルアセトナート,オ
クチル酸塩,ナフテン酸塩,などの有機金属化合物を加
水分解することによっても遷移金属の水酸化物を調製す
ることができる。
It is also possible to further miniaturize the precipitated particles by applying ultrasonic vibration during precipitation.
This can increase the specific surface area. Hydrolysis Reaction of Organic Transition Metal Compounds Transition metal hydroxides can also be prepared by hydrolyzing transition metal alkoxides, acetylacetonates, octylates, naphthenates, and other organometallic compounds. .

【0022】アルコキシドの具体的な加水分解反応は、
遷移金属のアルコキシドを水やアルコールあるいはエタ
ノールアミンなどに溶解させ、塩酸などの無機酸や酢酸
などの有機酸あるいは水酸化アンモニウムやアミンを添
加して、遷移金属のアルコキシドとしては、Mn(OC
2 5 2 ,Mn(OC3 72 ,Mn(OC4 9
2 ,Ni(OC2 52,Ni(OC3 7 2,Ni
(OC4 92 ,Co(OC2 5 2 ,Co(OC3
7 2,Co(OC492 ,Ti(OC
2 5 2 ,Ti(OC3 7 2,Ti(OC4 9
2,Fe(OC2 5 2,Fe(OC37 2,Fe
(OC4 92 ,Cu(OC2 52,Cu(OC3
7 2 ,Cu(OC4 92 ,VO(OCH3 3
VO(OC2 5 3,VO(OC37 3,VO(O
4 93 ,Y(OC4 93 ,などが使用できる。
The specific hydrolysis reaction of alkoxide is as follows.
Add transition metal alkoxide to water, alcohol or ethanol.
Dissolve it in nolamine, etc., and add inorganic acid such as hydrochloric acid or acetic acid.
Add organic acid such as ammonium hydroxide or amine
In addition, as the transition metal alkoxide, Mn (OC
2HFive)2, Mn (OC3H7)2, Mn (OCFourH9)
2, Ni (OC2HFive)2, Ni (OC3H7)2, Ni
(OCFourH9)2, Co (OC2HFive)2, Co (OC3
H7)2, Co (OCFourH9)2, Ti (OC
2HFive)2, Ti (OC3H7)2, Ti (OCFourH9)
2, Fe (OC2HFive)2, Fe (OC3H7)2, Fe
(OCFourH9)2, Cu (OC2HFive)2, Cu (OC3
H7)2, Cu (OCFourH9)2, VO (OCH3)3
VO (OC2HFive)3, VO (OC3H7)3, VO (O
CFourH9)3, Y (OCFourH9)3,, etc. can be used.

【0023】遷移金属のアセチルアセトナートとして
は、Cu(C5 7 22,Co(C 57 2
2 (H2 O)2 ,Co(C5 7 2 3 ,Ni(C5
7 2 2(H2 O)2,Mn(C5 7 22(H2
O)2,Cr(C5 7 2 3,VO(C5 7 2
2,Fe(C5 7 2 3 ,Ti(OC4 92(C
5 7O)2,La(C5 7 23 ,Y(C5 7
2 3,Zr(C5 7 2 4遷移金属のオクチル酸塩
としては、Cu(C7 15COO)2,Ni(C7 1 5
COO)2,Fe(C7 15COO)3,Mn(C7 15
COO)2,Co(C715COO)2,Zr(C7 15
COO)4 ,Y(C7 15COO)3 ,La(C7 15
COO)3遷移金属のナフテン酸塩としては、Cn
2n-22 の一般式で表されるナフテン酸の塩の、ナフテ
ン酸コバルト,ナフテン酸銅,ナフテン酸マンガン,ナ
フテン酸鉄,ナフテン酸ニッケル,ナフテン酸バナジウ
ム,ナフテン酸イットリウム,ナフテン酸ランタン,ア
ルコールとしては、メチルアルコール,エチルアルコー
ル,イソプロピルアルコール,エチレングリコール,プ
ロピレングリコール,などが用いられる。
As a transition metal acetylacetonate
Is Cu (CFiveH7O2)2, Co (C FiveH7O2)
2(H2O)2, Co (CFiveH7O2)3, Ni (CFive
H7O2)2(H2O)2, Mn (CFiveH7O2)2(H2
O)2, Cr (CFiveH7O2)3, VO (CFiveH7O2)
2, Fe (CFiveH7O2)3, Ti (OCFourH9)2(C
FiveH7O)2, La (CFiveH7O2)3, Y (CFiveH7O
2)3, Zr (CFiveH7O2)FourTransition metal octylates
As for Cu (C7H15COO)2, Ni (C7H1 Five
COO)2, Fe (C7H15COO)3, Mn (C7H15
COO)2, Co (C7H15COO)2, Zr (C7H15
COO)Four, Y (C7H15COO)3, La (C7H15
COO)3Examples of the transition metal naphthenate include CnH
2n-2O2Naphthenic salt of naphthenic acid represented by the general formula
Cobaltate, Copper naphthenate, Manganese naphthenate, Na
Iron naphthenate, nickel naphthenate, vanadiu naphthenate
, Yttrium naphthenate, lanthanum naphthenate, a
As rucor, methyl alcohol, ethyl alcohol
, Isopropyl alcohol, ethylene glycol,
Ropylene glycol, etc. are used.

【0024】脱水反応 上述した溶液反応にて調製した遷移金属水酸化物から、
脱水して遷移金属酸化物を得るためには、遷移金属水酸
化物を水と混合するアルコールやアセトンなどの有機溶
媒に浸して水分を十分置換した後、100℃以上の温度
で真空乾燥するか、あるいはマイクロ波で加熱脱水をす
る方法を用いるのが好ましい。乾燥温度は高過ぎると結
晶化が進み、水酸基も減少するので、400℃以下の温
度がより好ましい。マイクロ波の周波数は、水に吸収さ
れ易い周波数がよい。
Dehydration reaction From the transition metal hydroxide prepared by the solution reaction described above,
In order to obtain the transition metal oxide by dehydration, is it necessary to immerse the transition metal hydroxide in an organic solvent such as alcohol or acetone that mixes with water to sufficiently replace the water content, and then vacuum dry at a temperature of 100 ° C. or higher? Alternatively, it is preferable to use a method of dehydration by heating with microwaves. If the drying temperature is too high, crystallization will proceed and hydroxyl groups will decrease, so a temperature of 400 ° C. or lower is more preferable. The microwave frequency is preferably a frequency that is easily absorbed by water.

【0025】また、比表面積を向上させるために、凍結
乾燥によって脱水を行う方法も利用できる。水素処理 遷移金属水酸化物の乾燥時に乾燥雰囲気中に水素ガスを
混合して熱処理するか、遷移金属水酸化物または遷移金
属酸化物を水素プラズマ処理する方法を用いる。水素プ
ラズマの発生方法は、水素ガスの放電、あるいは水素ガ
スのレーザーによる励起分解の方法が採用できる。
Further, in order to improve the specific surface area, a method of dehydrating by freeze-drying can also be used. Hydrogen treatment A method of mixing hydrogen gas in a dry atmosphere to heat-treat a transition metal hydroxide or drying the transition metal hydroxide or a hydrogen plasma treatment of the transition metal hydroxide is used. As a method of generating hydrogen plasma, a method of discharging hydrogen gas or exciting decomposition of hydrogen gas with a laser can be adopted.

【0026】酸素以外の6A族元素の導入 遷移金属水酸化物、あるいは遷移金属酸化物を硫化水
素、セレン化水素で処理するか、遷移金属水酸化物の調
製時に6A族元素化合物を混合する方法が用いられる。 [気相反応法]気相反応にて遷移金属と6A族元素との
化合物を調製する方法としては、ガス状にした遷移金属
塩や有機遷移金属化合物、あるいは遷移金属金属蒸気
と、6A族元素または6A族元素化合物とを気相中で反
応させて、粉体を調製する方法などがある。6A族元素
を含有する、ガス状にした遷移金属塩や有機遷移金属化
合物を気相で分解して、遷移金属と6A族元素との化合
物を調製することもできる。
Introduction of Group 6A element other than oxygen A method of treating the transition metal hydroxide or the transition metal oxide with hydrogen sulfide or hydrogen selenide, or mixing the group 6A element compound when preparing the transition metal hydroxide. Is used. [Gas phase reaction method] As a method for preparing a compound of a transition metal and a 6A group element by a gas phase reaction, a transition metal salt or an organic transition metal compound in a gaseous state, or a transition metal metal vapor, and a 6A group element are used. Alternatively, there is a method in which a powder is prepared by reacting with a 6A group element compound in a gas phase. It is also possible to prepare a compound of a transition metal and a 6A group element by decomposing a gasified transition metal salt or organic transition metal compound containing a 6A group element in the gas phase.

【0027】遷移金属塩や有機遷移金属化合物が固体で
ある場合には、加熱して蒸気にするか、加熱して液体に
した後にキャリアーガスをバブリングして反応容器中に
導入するか、あるいは溶媒中に溶解させた溶液をキャリ
アーガスをバブリングして反応容器中に導入する手法も
採用できる。遷移金属塩や有機遷移金属化合物が液体で
ある場合には、加熱して蒸気にするか、あるいはキャリ
アーガスをバブリングして反応容器中に導入する手法も
採用できる。
When the transition metal salt or organic transition metal compound is a solid, it is heated to vapor, or heated to a liquid and then bubbled with a carrier gas to be introduced into a reaction vessel, or a solvent. A method of bubbling a carrier gas into a solution dissolved therein and introducing it into a reaction vessel can also be adopted. When the transition metal salt or the organic transition metal compound is a liquid, it is possible to employ a method of heating it into vapor or bubbling a carrier gas and introducing it into the reaction vessel.

【0028】遷移金属の塩としては、主に塩化物などの
ハロゲン化物を用いるが、炭酸塩,硝酸塩,硫酸塩,ス
ルファミン酸塩,酢酸塩,シュウ酸塩,クエン酸塩,酒
石酸塩,ギ酸塩,アンモニウム塩なども用いることがで
きる。塩化物の具体例としては、VOCl3 ,MnCl
2 ,MoCl5 ,TiCl4 ,NiCl2 ,CoCl,
2,FeCl3 ,WCl6 ,YCl3 ,ZrCl4 ,な
どがある。
Halides such as chlorides are mainly used as salts of transition metals, and carbonates, nitrates, sulfates, sulfamate, acetate, oxalate, citrate, tartrate, formate are used. , Ammonium salts and the like can also be used. Specific examples of the chloride include VOCl 3 , MnCl
2 , MoCl 5 , TiCl 4 , NiCl 2 , CoCl,
2 , FeCl 3 , WCl 6 , YCl 3 , ZrCl 4 , and the like.

【0029】6A族元素の原料としては、ガス状の、6
A族元素,6A族元素の水素化物,6A族元素のハロゲ
ン化物なとを用いることができる。さらに、上記気相反
応にて、水素ガスを混合することによって、水素元素を
含有した、遷移金属と6A族元素との化合物を調製する
ことが可能である。上記気相反応に用いる手法として
は、熱CVD(Chemical Vapor Dep
osition),プラズマCVD,レーザーCVD,
フィラメント法,反応性スパッタリング法,電子ビーム
法,などが好ましい。
As the raw material of the 6A group element, gaseous 6
A group A element, a hydride of a group 6A element, a halide of a group 6A element, or the like can be used. Further, by mixing hydrogen gas in the above gas phase reaction, it is possible to prepare a compound of a transition metal and a Group 6A element containing a hydrogen element. As a method used for the gas phase reaction, a thermal CVD (Chemical Vapor Dep) is used.
position), plasma CVD, laser CVD,
A filament method, a reactive sputtering method, an electron beam method, etc. are preferable.

【0030】熱CVDは加熱によって、プラズマCVD
は放電によって、レーザーCVDはレーザーの熱エネル
ギーあるいは光エネルギーによって、フィラメント法は
タングステンなどのフィラメントの加熱によって、反応
性スパッタリング法は反応性ガス雰囲気でスパッタリン
グすることによって、電子ビーム法は電子ビーム加熱に
よって、それぞれ気相反応を起こして調製する。反応性
スパッタリング法と電子ビーム法では、原料の物質が固
体であることが望ましい。
Thermal CVD is plasma CVD by heating.
Is by discharge, laser CVD is by thermal energy or light energy of laser, filament method is by heating filament such as tungsten, reactive sputtering method is by sputtering in a reactive gas atmosphere, electron beam method is by electron beam heating. , And each gas phase reaction. In the reactive sputtering method and the electron beam method, it is desirable that the raw material is a solid.

【0031】[急冷法]酸素あるいは硫化水素を混合し
たヘリウムガスによる衝撃波をマイラー膜を破って発生
させ、高周波溶融した遷移金属あるいは遷移金属化合物
に吹き付け、吹き飛ばされた化合物粉を下方の滑り台の
冷却鋼板にたたきつけて急冷するgun法や、溶融した
溶湯を酸素あるいは硫化水素を混合した不活性ガスジェ
ットで噴霧状に分散させる方法、酸素などの6A族元素
あるいは硫化水素などの6A族元素化合物を含む雰囲気
下で遷移金属あるいは遷移金属化合物の溶湯を回転円盤
状に吹き付けて粉にする方法のアトマイゼイション法、
などが使用できる。また、不活性ガス中に水素ガスを混
合することによって、生成物中に水素元素を導入するこ
ともできる。
[Quenching Method] A shock wave generated by helium gas mixed with oxygen or hydrogen sulfide is generated by breaking the Mylar film, sprayed on the high-frequency molten transition metal or transition metal compound, and the blown compound powder is cooled on the slide below. Gun method of hitting a steel plate to rapidly cool it, method of atomizing molten metal by an inert gas jet mixed with oxygen or hydrogen sulfide, 6A group element such as oxygen or 6A group element compound such as hydrogen sulfide Atomization method of spraying a molten metal of a transition metal or a transition metal compound in a rotating disc in an atmosphere to form a powder,
Etc. can be used. Further, elemental hydrogen can be introduced into the product by mixing hydrogen gas into the inert gas.

【0032】このときの急冷速度は101 〜108Kが
好ましく、102 〜108がより好ましい。溶融加熱炉
の種類としては、ルツボ炉,誘導炉,アーク炉,電子ビ
ーム炉などが使用できる。遷移金属と直接アルカリとの
反応させる例としては、バナジウムなどの金属を溶融ア
ルカリと反応させて、酸化物を調製する方法がある。
The quenching rate at this time is preferably 10 1 to 10 8 K, more preferably 10 2 to 10 8 . A crucible furnace, an induction furnace, an arc furnace, an electron beam furnace, or the like can be used as the type of the melting heating furnace. As an example of directly reacting a transition metal with an alkali, there is a method of reacting a metal such as vanadium with molten alkali to prepare an oxide.

【0033】(導電体核)遷移金属と6A族元素との化
合物の調製時に導電体粉を混合し、導電体粉を核にし
て、遷移金属を6A族元素との化合物を成長させること
によって、集電高率を上げ、リチウムイオンの出入りを
容易にし、電池容量を向上することができる。
(Conductor Nucleus) By mixing a conductor powder when preparing a compound of a transition metal and a 6A group element, and using the conductor powder as a nucleus to grow a compound of a transition metal with a 6A group element, It is possible to increase the collection rate, facilitate the entry and exit of lithium ions, and improve the battery capacity.

【0034】導電体粉の材料としては、炭素,チタン,
ニッケル,コバルト,鉄,クロム,マンガン,バナジウ
ム,白金,パラジウム,銅,銀,金,亜鉛,スズ,イン
ジウム,鉛,タングステン,モリブデン,などの炭素と
金属が使用できる。好ましくは、炭素,チタン,ニッケ
ル,コバルト,鉄,クロム,マンガン,バナジウム,白
金,の材料の中で一種類以上を使用する。
As the material of the conductor powder, carbon, titanium,
Carbon and metals such as nickel, cobalt, iron, chromium, manganese, vanadium, platinum, palladium, copper, silver, gold, zinc, tin, indium, lead, tungsten and molybdenum can be used. Preferably, at least one of carbon, titanium, nickel, cobalt, iron, chromium, manganese, vanadium and platinum is used.

【0035】導電体粉の形状としては、球状,フレーク
状,針状,繊維状,から選択した一種類以上の混合形状
の導電体粉を使用する。これによって、遷移金属と6A
族元素との化合物粉も、球状,フレーク状,針状,繊維
状,などの混合形状が得られ、これにより、正極活物質
間の電子の移動の効率が上がり、充放電特性がよくな
る。
As the shape of the conductor powder, a mixture of one or more kinds of conductor powder selected from spherical, flaky, needle-like, and fibrous is used. This allows the transition metal and 6A
The compound powder with the group element also has a mixed shape such as a spherical shape, a flake shape, a needle shape, or a fibrous shape, which improves the efficiency of electron transfer between the positive electrode active materials and improves charge / discharge characteristics.

【0036】導電体粉の粒径としては、電子顕微鏡で計
測した値が、10オングストロームから100ミクロン
の範囲が好ましく、10オングストロームから10ミク
ロンの範囲がより好ましい。 (正極活物質の粉砕)前述の方法で調製した正極活物質
は、必要に応じて、得られた正極活物質が塊状であった
場合などは特に粉砕して、適度な粒度にする必要があ
る。
As the particle diameter of the conductor powder, the value measured by an electron microscope is preferably in the range of 10 Å to 100 μm, more preferably in the range of 10 Å to 10 μm. (Pulverization of Positive Electrode Active Material) The positive electrode active material prepared by the above-mentioned method needs to be pulverized to a proper particle size, if necessary, especially when the obtained positive electrode active material is lumpy. .

【0037】粉砕は、圧縮破砕機,せん断祖砕機,衝撃
破砕機,ロールミル,ローラミル,高速回転ミル,ボー
ルミル,媒体撹拌ミル,ジェットミル,乳鉢,スタンプ
ミル,などから選択される粉砕方法を適宜組み合わせて
行うのがよい。 (導電体被覆)前記方法で調製した遷移金属と6A族元
素との化合物の粉末に、化学メッキ(無電解メッキ),
蒸着などの方法で、導電体薄膜を被覆する。この処理に
より、集電効率を上げ、リチウムイオンの出入りを容易
にし、電池容量を向上することができる。
For the pulverization, a pulverization method selected from a compression crusher, a shear crusher, an impact crusher, a roll mill, a roller mill, a high speed rotation mill, a ball mill, a medium stirring mill, a jet mill, a mortar, a stamp mill, etc. is appropriately combined. It is good to do it. (Conductor coating) The powder of the compound of the transition metal and Group 6A element prepared by the above method is chemically plated (electroless plating),
The conductor thin film is coated by a method such as vapor deposition. By this treatment, current collection efficiency can be increased, lithium ions can easily enter and leave, and battery capacity can be improved.

【0038】導電体薄膜の材料としては、炭素,チタ
ン,ニッケル,コバルト,鉄,クロム,マンガン,バナ
ジウム,白金,パラジウム,銅,銀,金,亜鉛,スズ,
インジウム,鉛,タングステン,モリブデン,などの炭
素と金属が使用でき、好ましくは、炭素,チタン,ニッ
ケル,コバルト,鉄,クロム,マンガン,バナジウム,
白金,の材料の中で一種類以上を使用する。
As the material of the conductor thin film, carbon, titanium, nickel, cobalt, iron, chromium, manganese, vanadium, platinum, palladium, copper, silver, gold, zinc, tin,
Carbon and metals such as indium, lead, tungsten and molybdenum can be used, preferably carbon, titanium, nickel, cobalt, iron, chromium, manganese, vanadium,
Use one or more of the platinum materials.

【0039】化学メッキは、金属イオンをホルムアルデ
ヒドのような還元剤で還元させて、金属膜を析出させる
方法である。蒸着は、電子ビームやレーザーで金属蒸気
を発生させて被覆する、また炭素や金属のターゲットを
スパッタリングして被覆する、あるいは炭化水素か有機
溶剤または有機金属化合物を放電,レーザー,熱などの
方法で分解して被覆する方法が使用できる。炭化水素と
有機溶剤の分解からは炭素皮膜が形成でき、有機金属化
合物の分解からは金属膜が形成できる。
Chemical plating is a method of reducing metal ions with a reducing agent such as formaldehyde to deposit a metal film. Vapor deposition is carried out by generating a metal vapor with an electron beam or a laser, coating by sputtering a carbon or metal target, or discharging a hydrocarbon, an organic solvent or an organic metal compound, laser, heat, etc. A method of disassembling and coating can be used. A carbon film can be formed by the decomposition of hydrocarbons and organic solvents, and a metal film can be formed by the decomposition of organometallic compounds.

【0040】上記導電体膜の厚みとしては、50オング
ストロームから1ミクロンの範囲が好ましい。 (親油処理剤)前述した方法で調製した正極活物質を親
油処理することによって、非水電解液との漏れ性を向上
させて、リチウムイオンの正極活物質への出入りを容易
にすることができる。
The thickness of the conductor film is preferably in the range of 50 angstrom to 1 micron. (Lipophilic treatment agent) Lipophilic treatment of the positive electrode active material prepared by the above-described method improves the leak property with the non-aqueous electrolyte to facilitate the entry and exit of lithium ions into and from the positive electrode active material. You can

【0041】正極活物質に親油処理を施す方法として
は、正極活物質を成形する前、あるいは成形した後に、
有機金属化合物を有機溶媒に溶解した溶液に浸し、乾燥
して処理する。親油処理に使用する有機金属化合物とし
ては、シランカップリング剤や有機チタネートなどの有
機金属化合物を用いるのが好ましい。希釈して使用する
場合の希釈濃度としては溶剤に対して0.05〜2重量
%が適当である。
As a method for subjecting the positive electrode active material to lipophilic treatment, the positive electrode active material is molded before or after molding.
The organometallic compound is immersed in a solution of an organic solvent, dried and treated. As the organometallic compound used for the lipophilic treatment, it is preferable to use an organometallic compound such as a silane coupling agent or an organic titanate. When diluted and used, the concentration of dilution is suitably 0.05 to 2% by weight with respect to the solvent.

【0042】シランカップリング剤の具体例としては、
ビニルトリメトキシシラン,ビニルエトキシシラン,N
−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン,N−(2−アミノエチル)3−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン,3−アミノプロピルトリエ
トキシシラン,3−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン,3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシ
ラン,2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル
トリメトキシシラン,3−クロロプロピルメチルジメト
キシシラン,3−クロロプロピルトリメトキシシラン,
3−メタクリロキシトリメトキシシラン,3−メルカプ
トトリメトキシシシラン,N−[2−(ビニルペンジル
アミノ)エチル]−3−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン,などがある。
Specific examples of the silane coupling agent include:
Vinyltrimethoxysilane, vinylethoxysilane, N
-(2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3 -Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane,
3-methacryloxytrimethoxysilane, 3-mercaptotrimethoxysisilane, N- [2- (vinylpentylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, and the like.

【0043】有機チタネートの具体例としては、テトラ
−i−プロポキシチタン,テトラ−n−プトキシチタ
ン,テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン,
テトラステアリルオキシチタン,ジ−i−プロキシ・ビ
ス(アセチルアセトナート)チタン,ジヒドロキシ・ビ
ス(ラクタト)チタン,チタニウム−i−プロボキシオ
クチレングリコール,チタニウムステアレート,プロパ
ンジオキシチタンビス(エチルアセトアセテート),プ
ロパンジオキシチタン(アセチルアセトナート)(エチ
ルアセトアセテート),オキソチタンビス(モノアンモ
ニウムオキサレート),トリーn−ブトキシチタンモノ
ステアレート,各種チタンポリマー,などが挙げられ
る。
Specific examples of the organic titanate include tetra-i-propoxy titanium, tetra-n-ptoxy titanium, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium,
Tetrastearyloxytitanium, di-i-proxy bis (acetylacetonate) titanium, dihydroxy bis (lactato) titanium, titanium-i-propoxyoctylene glycol, titanium stearate, propanedioxytitanium bis (ethylacetoacetate) , Propanedioxytitanium (acetylacetonate) (ethylacetoacetate), oxotitanium bis (monoammonium oxalate), tri-n-butoxytitanium monostearate, various titanium polymers, and the like.

【0044】(遷移金属と6A族元素との化合物の分
析)結晶粒の大きさの測定 結晶粒の大きさは、X線回析曲線のピークの半価幅と回
析角から次のScherrerの式を用いて、判決し
た。 t=0.9λ/BcosθB (Scherrerの式) t:結晶粒の大きさ λ:X線ビームの波長 B:ピークの半価幅 θB:回析角 本発明の二次電池に用いる遷移金属と6A族元素との化
合物である正極活物質の結晶粒の大きさは、上記Sch
errerの式を用いて計算した値が、平均で500オ
ングストローム以下であることが好ましく、200オン
グストローム以下であることがより好ましい。
(Analysis of Compound of Transition Metal and Group 6A Element) Measurement of Crystal Grain Size The crystal grain size is determined by the following Scherrer's value from the half-value width of the X-ray diffraction curve peak and the diffraction angle. A judgment was made using a formula. t = 0.9λ / B cos θ B (Scherrer's formula) t: size of crystal grain λ: wavelength of X-ray beam B: peak half width θ B : diffraction angle transition metal used in the secondary battery of the present invention And the size of the crystal grain of the positive electrode active material, which is a compound of the 6A group element, is
The value calculated using the error formula is preferably 500 angstroms or less on average, and more preferably 200 angstroms or less.

【0045】結晶構造の観察 本発明の方法で調製した遷移金属と6A族元素との化合
物の結晶構造は、X線回析による動径分布関数の波形、
反射高速電子線回析(RHEED)の回析パターン、X
線回析曲線の波形などによって、観察することができ
る。動径分布関数は、測定したX線、あるいは中性子線
の散乱強度をフーリエ変換して得られる。動径分布関数
は、任意の原子を基準に原子の存在確率あるいは平均数
密度からのズレの距離の関数として表され、非晶質の場
合連続した緩やかなピークの曲線が得られ、これに対し
て結晶では不連続の鋭いピークが得られる。
Observation of Crystal Structure The crystal structure of the compound of the transition metal and Group 6A element prepared by the method of the present invention is the waveform of the radial distribution function by X-ray diffraction,
Diffraction pattern of reflection high-energy electron diffraction (RHEED), X
It can be observed by the waveform of the line diffraction curve. The radial distribution function is obtained by Fourier transforming the measured X-ray or neutron beam scattering intensity. The radial distribution function is expressed as a function of the existence probability of atoms or the distance of deviation from the average number density with respect to any atom, and in the case of amorphous a continuous gentle peak curve is obtained. In the crystal, a sharp discontinuous peak is obtained.

【0046】RHEEDからは、非晶質の場合にはハロ
ーパターンが、微結晶の場合にはリングパターンが、多
結晶の場合にはスポットパターンが、観察される。X線
小角散乱法による散乱角と散乱強度からは、非晶質特有
の不均一な密度のゆらぎも観察される。また、示差熱分
析により、昇温に伴って、非晶質であれば構造緩和や結
晶化の構造変化による吸熱あるいは発熱が、水酸基があ
れば脱水による吸熱が観察される。
From RHEED, a halo pattern is observed in the case of amorphous, a ring pattern in the case of fine crystal, and a spot pattern in the case of polycrystal. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, a non-uniform density fluctuation peculiar to amorphous is also observed. Further, by differential thermal analysis, with temperature rise, endothermic or exothermic heat due to structural relaxation or structural change due to crystallization is observed, and endothermic heat due to dehydration is observed if there is a hydroxyl group.

【0047】以上のような手法を用いることによって、
本発明の製造方法で調製した遷移金属と6A族元素との
化合物の構造を解析し、非晶質、あるいは微結晶、ある
いは多結晶の構造を確認した。水素元素の分析 水素元素を含有した遷移金属と6A族元素との化合物
は、SIMS(Secondary Ion Mass
Spectrometory)分析によって、水素元
素の定性を行った。
By using the above method,
The structure of the compound of the transition metal and Group 6A element prepared by the production method of the present invention was analyzed, and the structure of amorphous, microcrystalline, or polycrystalline was confirmed. Analysis of Hydrogen Element A compound of a transition metal containing a hydrogen element and a 6A group element can be analyzed by SIMS (Secondary Ion Mass).
The elemental hydrogen was qualitatively analyzed by Spectrometry).

【0048】(正極の作製)正極は、前述の方法で調製
した遷移金属と6A族元素との化合物の粉末に、結着
剤、場合によっては導電体粉を混合して、集電体ととも
に形成して作製する。上記形成工程は、水分を十分除去
した乾燥空気中で行うのが好ましく、さらには不活性ガ
ス雰囲気下で行うのがより好ましい。
(Preparation of Positive Electrode) The positive electrode is formed together with the current collector by mixing the powder of the compound of the transition metal and the Group 6A element prepared by the above-mentioned method with the binder and, in some cases, the conductor powder. To produce. The forming step is preferably performed in dry air from which water is sufficiently removed, and more preferably in an inert gas atmosphere.

【0049】導電体粉の役割は、遷移金属と6A族元素
との化合物である活物質が電子伝導性がほとんどないた
め、電子導電を補助し、集電を容易にすることである。
導電体粉としては、アセチレンブラック,ケッチェンブ
ラック,グラファイト粉などの各種炭素剤、ニッケル,
チタン,銅,ステンレススチール,などの金属材料が使
用できる。導電体粉の正極活物質に対する混合重量比率
は1以下が好ましい。
The role of the conductor powder is to assist electron conduction and facilitate current collection because the active material, which is a compound of a transition metal and a 6A group element, has almost no electron conductivity.
As the conductor powder, various carbon agents such as acetylene black, Ketjen black, graphite powder, nickel,
Metal materials such as titanium, copper and stainless steel can be used. The mixing weight ratio of the conductor powder to the positive electrode active material is preferably 1 or less.

【0050】結着剤は、正極活物質粉同士を接着し、充
放電サイクルにおいてクラックが生じて集電体から脱落
するのを防ぐ役割を有している。結着剤の材料として
は、有機溶媒に安定な、フッ素樹脂,ポリエチレン,ポ
リプロピレン,シリコーン樹脂から選択される一種類以
上の樹脂を使用することができる。上記樹脂は、液状ま
たは溶液状、あるいは低融点のものを使用し、正極の製
造工程中で溶媒の除去と樹脂の架橋を行うのが好まし
く、これにより結着剤の正極中の含有率を下げることが
でき、電池の容量を向上することが可能になる。液状あ
るいは溶媒に溶解する樹脂の具体例としては、エーテル
結合を有するフッ素樹脂やシリコーン樹脂が挙げられ
る。特に、エーテル結合を有するフッ素樹脂を使用した
場合は溶媒に溶解させて低濃度で使用できるために、正
極中の含有率を極力下げるとともに空隙率を上げること
ができる、また架橋後は非常に安定で充放電のサイクル
特性に与える影響も良好である。
The binder has a role of adhering the positive electrode active material powders to each other and preventing cracks from occurring in the charge / discharge cycle and dropping from the current collector. As the material for the binder, one or more kinds of resins selected from fluororesins, polyethylene, polypropylene, and silicone resins, which are stable in organic solvents, can be used. It is preferable to use a liquid or a solution, or a resin having a low melting point, as the above resin, to remove the solvent and crosslink the resin in the manufacturing process of the positive electrode, thereby reducing the content of the binder in the positive electrode. Therefore, the capacity of the battery can be improved. Specific examples of the resin that is liquid or soluble in a solvent include a fluororesin and a silicone resin having an ether bond. In particular, when a fluororesin having an ether bond is used, it can be dissolved in a solvent and used at a low concentration, so that the content in the positive electrode can be reduced as much as possible and the porosity can be increased, and it is very stable after crosslinking. Thus, the effect of charging / discharging cycle characteristics is also good.

【0051】さらに、正極を形成した後、マイクロ波加
熱によって脱水し、真空乾燥器で脱水をするのもよい。
結着剤の正極活物質に対する混合比率は、0.1以下が
好ましい。 (リチウム電池)前述の方法で製造した正極活物質を使
用したリチウム二次電池の基本構成は、少なくとも負
極、セパレーター,負極活物質,電解質,集電体から成
る。図1に、本発明のリチウム二次電池の基本構成図を
示した。図1において、100は負極集電体、101は
負極活物質(リチウム)、102は正極集電体、103
は正極活物質、104は電解質、105は負極端子、1
06は正極端子、107はセパレーター、108は電池
ケースである。放電反応では、電解質104中のリチウ
ムイオンが正極活物質103の層間に入り、それと同時
にリチウム負極101から電解質104中にリチウムイ
オンとして溶けでる。一方、充電反応では、電解質10
4中のリチウムイオンが負極101にリチウム金属とし
て析出し、同時に正極活物質103層間のリチウムが電
解質中104に溶け出す。
After forming the positive electrode, it may be dehydrated by microwave heating and then dehydrated by a vacuum dryer.
The mixing ratio of the binder to the positive electrode active material is preferably 0.1 or less. (Lithium Battery) The basic structure of a lithium secondary battery using the positive electrode active material manufactured by the above method is at least a negative electrode, a separator, a negative electrode active material, an electrolyte, and a current collector. FIG. 1 shows a basic configuration diagram of the lithium secondary battery of the present invention. In FIG. 1, 100 is a negative electrode current collector, 101 is a negative electrode active material (lithium), 102 is a positive electrode current collector, 103
Is a positive electrode active material, 104 is an electrolyte, 105 is a negative electrode terminal, 1
Reference numeral 06 is a positive electrode terminal, 107 is a separator, and 108 is a battery case. In the discharge reaction, lithium ions in the electrolyte 104 enter between the layers of the positive electrode active material 103, and at the same time, are dissolved as lithium ions from the lithium negative electrode 101 into the electrolyte 104. On the other hand, in the charging reaction, the electrolyte 10
The lithium ions in No. 4 are deposited on the negative electrode 101 as lithium metal, and at the same time, the lithium between the layers of the positive electrode active material 103 is dissolved in the electrolyte 104.

【0052】実際の電池の形状としては、偏平型や円筒
型や直方形型、シート型などの電池がある。スパイラル
型円筒型では、負極と正極の間にセパレーターをはさん
で巻くことによって電極面積を大きくすることができ、
充放電時に大電流を流すことができる。また、直方体型
では、二次電池を収納する機器の収納スペースを有効利
用することができる。構造としても、単層式と多層式な
どの構造がある。
Actual battery shapes include flat type, cylindrical type, rectangular type and sheet type batteries. In the spiral cylinder type, the electrode area can be increased by wrapping the separator between the negative electrode and the positive electrode,
A large current can flow during charging and discharging. Further, in the rectangular parallelepiped type, it is possible to effectively use the storage space of the device that stores the secondary battery. As for the structure, there are structures such as a single layer type and a multilayer type.

【0053】図2と図3は、それぞれ、単層式偏平型電
池、スパイラル構造円筒型電池の概略断面図の一例であ
る。図2と図3において、200と300は負極集電
体、201と301は負極活物質、203と303は正
極活物質、205と305は負極端子(負極キャッ
プ)、206と306は正極缶、207と307は電解
質とセパレーター、210と310は絶縁パッキング、
311は絶縁板、である。図2や図3の電池の組立の一
例としては、負極活物質201,301と成形した正極
活物質203,303でセパレーター207,307を
挟んで正極缶206,306に組み込み電解質を注入し
た後、負極キャップ205,305と絶縁パッキング2
10,310を組み込み、かしめて電池を作製する。
FIG. 2 and FIG. 3 are examples of schematic cross-sectional views of a single-layer flat type battery and a spiral structure cylindrical battery, respectively. 2 and 3, 200 and 300 are negative electrode current collectors, 201 and 301 are negative electrode active materials, 203 and 303 are positive electrode active materials, 205 and 305 are negative electrode terminals (negative electrode caps), 206 and 306 are positive electrode cans, 207 and 307 are electrolyte and separator, 210 and 310 are insulating packing,
311 is an insulating plate. As an example of assembling the battery of FIGS. 2 and 3, after the separators 207 and 307 are sandwiched between the negative electrode active materials 201 and 301 and the molded positive electrode active materials 203 and 303, and the electrolyte is injected into the positive electrode cans 206 and 306, Negative electrode cap 205, 305 and insulating packing 2
A battery is manufactured by incorporating 10, 310 and caulking.

【0054】なお、電池の材料の調製、および電池の組
立は、水分が十分除去された乾燥空気中、あるいは乾燥
不活性ガス中で行うのが望ましい。負極活物質 負極活物質101(201,301)としては、リチウ
ム金属,リチウム合金,炭素,から選択される一種類以
上の物質から少なくとも構成される。リチウム合金とし
ては、マグネシウム,アルミニウム,カリウム,ナトリ
ウム,カルシウム,亜鉛,鉛,から選択される一種類以
上の元素を含有するリチウム合金高いエネルギー密度の
電池を得るためには、負極活物質にリチウム金属を使用
するのが好ましい。
The preparation of the battery material and the assembly of the battery are preferably carried out in dry air from which water has been sufficiently removed or in dry inert gas. Negative Electrode Active Material The negative electrode active material 101 (201, 301) is composed of at least one kind of material selected from lithium metal, lithium alloy, and carbon. As a lithium alloy, a lithium alloy containing one or more elements selected from magnesium, aluminum, potassium, sodium, calcium, zinc, and lead is required to obtain a high energy density battery. Is preferably used.

【0055】負極活物質にリチウム金属を用いる場合に
は、特にリチウム金属の表面に、リチウムイオンを透過
できる材質と膜厚の、絶縁膜,半導体膜,あるいは導電
膜を被覆するのが好ましい。リチウム表面に形成する皮
膜の膜厚は、10オングストロームから100ミクロン
の範囲が好ましく、50オングストロームから10ミク
ロンの範囲がより好ましい。皮膜の最適膜厚は、皮膜の
密度あるいは空隙率によって、さらに使用する電解質の
種類によって異なる。皮膜の膜厚の調製は、塗布液中の
皮膜形成主材の濃度を変えることによって可能である。
When lithium metal is used as the negative electrode active material, it is particularly preferable to coat the surface of the lithium metal with an insulating film, a semiconductor film, or a conductive film having a material and a film thickness capable of transmitting lithium ions. The thickness of the film formed on the lithium surface is preferably in the range of 10 Å to 100 μm, more preferably in the range of 50 Å to 10 μm. The optimum film thickness of the coating varies depending on the density or porosity of the coating and the type of electrolyte used. The film thickness of the film can be adjusted by changing the concentration of the film forming main material in the coating liquid.

【0056】電解質 電解質104(207,307)としては、固体,非水
溶媒に支持電解質を溶解した溶液,電解液の溶媒を吸収
して膨潤するようなポリマーを用いて固定化した固液共
存状態,から選択される状態のものが使用される。一般
的には、イオン導電率の高い非水溶媒の電解質溶液を用
いる。
Electrolyte Electrolyte 104 (207, 307) is a solid, a solution in which a supporting electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent, or a solid-liquid coexisting state in which a polymer that absorbs the solvent of the electrolytic solution and swells is immobilized. The one in the state selected from is used. Generally, an electrolyte solution of a non-aqueous solvent having high ionic conductivity is used.

【0057】電解質の導電率は高ければ高いほど好まし
く、少なくも25℃での導電率は1×10-3S/cm以
上あることが望ましく、5×10-3S/cm以上あるこ
とがより好ましい。電解質の溶媒としては、アセトニト
リル:CH3 CN,ベンゾニトリル:C65 CN,プ
ロピレンカーボネイト:PC,エチレンカーボネート:
EC,ジメチルホルムアミド:DMF,テトラヒドロフ
ラン:THF,ニトロベンゼン:C 6 5 NO2,ジク
ロロエタン,ジエトキシエタン,クロロベンゼン,γ−
ブチロラクトン,ジオキソラン,スルホラン,ニトロメ
タン,ジメチルサルファイド,ジメチルサルオキシド,
ジメトキシエタン,ギ酸メチル,3−メチル−2−オキ
ダゾリジノン,2−メチルテトラヒドロフラン,二酸化
イオウ、塩化ホスリル,塩化チオニル,塩化スルフリ
ル,など、およびこられの混合液が使用できる。
The higher the conductivity of the electrolyte, the better
Conductivity of 1 x 10 at 25 ° C-3S / cm or less
Desirable to be above 5 × 10-3S / cm or more
And are more preferable. As the electrolyte solvent, acetonite
Lil: CH3CN, benzonitrile: C6HFiveCN,
Ropylene Carbonate: PC, Ethylene Carbonate:
EC, dimethylformamide: DMF, tetrahydrof
Orchid: THF, nitrobenzene: C 6HFiveNO2, Jiku
Loroethane, diethoxyethane, chlorobenzene, γ-
Butyrolactone, dioxolane, sulfolane, nitrome
Tan, dimethyl sulfide, dimethyl sulphoxide,
Dimethoxyethane, methyl formate, 3-methyl-2-oxy
Dazolidinone, 2-methyltetrahydrofuran, dioxide
Sulfur, Phoslyl chloride, Thionyl chloride, Sulfur chloride
Etc., and mixtures of these can be used.

【0058】上記溶媒は、活性アルミナ,モレキュラー
シーブ,五酸化リン,塩化カルシウムなどで脱水する
か、溶媒によっては、不活性ガス中でアルカリ金属共存
下で蒸留して不純物除去と脱水をも行うのがよい。支持
電解質は、H2 SO4 ,HCl,HNO3 などの酸、リ
チウムイオン(Li+)とルイス酸イオン(BF4 -
PF6 - ,AsF6 - ,ClO4 - )から成る塩、およ
びこれらの混合塩を用いる。上記支持電解質のほかに
は、ナトリウムイオン,カリウムイオン,テトラアルキ
ルアンモニウムイオン,などの陽イオンとルイス酸イオ
ンとの塩も使用できる。上記塩は、減圧下で加熱したり
して、十分な脱水と脱酸素を行っておくことが望まし
い。電解液の漏洩を防止するために、ゲル化することが
好ましい。ゲル化剤としては電解液の溶媒を吸収して膨
潤するようなポリマーを用いるのが望ましく、ポリエチ
レンオキサイドやポリビニルアルコール、ポリアクリル
アミドなどのポリマーが用いられる。
The solvent may be dehydrated with activated alumina, molecular sieves, phosphorus pentoxide, calcium chloride or the like, or depending on the solvent, it may be distilled in an inert gas in the presence of an alkali metal to remove impurities and dehydrate. Is good. Supporting electrolyte, H 2 SO 4, HCl, acids such as HNO 3, lithium ion (Li +) and Lewis acid ion (BF 4 -,
PF 6 -, AsF 6 -, ClO 4 - salt consisting of), and use of these mixed salts. In addition to the above supporting electrolyte, a salt of a cation such as sodium ion, potassium ion, tetraalkylammonium ion and Lewis acid ion can be used. It is desirable that the salt be heated under reduced pressure to be sufficiently dehydrated and deoxidized. Gelation is preferable in order to prevent leakage of the electrolytic solution. As the gelling agent, it is desirable to use a polymer that absorbs the solvent of the electrolytic solution and swells, and a polymer such as polyethylene oxide, polyvinyl alcohol or polyacrylamide is used.

【0059】集電体 集電体101,102,200,300としては、繊維
状,多孔状あるいはメッシュ状のカーボン,ステンレス
スチール,チタン,ニッケル,銅,白金,金などを使用
する。セパレーター セパレーター107,207,307としては、負極と
正極の短絡を防ぐ役割を持っている。また、電解液を保
持する役目を有する場合もある。セパレーターはリチウ
ムイオンが移動できる細孔を有し、電解液に不溶で安定
である必要があるため、ガラス,ポリプロピレン,ポリ
エチレン,フッ素樹脂やポリアミドなどの不織布あるい
はミクロポア構造の材料のものが用いられる。
As the current collectors 101, 102, 200 and 300, fibrous, porous or mesh carbon, stainless steel, titanium, nickel, copper, platinum, gold and the like are used. Separator The separators 107, 207 and 307 have a role of preventing a short circuit between the negative electrode and the positive electrode. It may also have a role of holding the electrolytic solution. Since the separator has pores through which lithium ions can move, and is required to be insoluble and stable in an electrolytic solution, a non-woven fabric such as glass, polypropylene, polyethylene, fluororesin or polyamide, or a material having a micropore structure is used.

【0060】実際の電池の正極缶206,306や負極
キャップ205,305の材料としては、ステンレスス
チール、特にチタンクラッドステンレスや銅クラッドス
テンレス、ニッケルメッキ銅板などが用いられる。絶縁パッキング 絶縁パッキング201,310の材料としては、フッ素
樹脂、ポリアミド樹脂,ポリスルフォン樹脂、各種ゴム
が使用できる。封口方法としては、図2と図3のように
絶縁パッキングなどのガスケットを用いたかしめ以外に
も、ガラス封管,接着剤,溶接,半田付けなどの方法が
用いられる。
As materials for the positive electrode cans 206 and 306 and the negative electrode caps 205 and 305 of the actual battery, stainless steel, particularly titanium clad stainless steel, copper clad stainless steel, nickel plated copper plate and the like are used. Insulating packing As materials for the insulating packings 201 and 310, fluororesin, polyamide resin, polysulfone resin and various rubbers can be used. As a sealing method, besides caulking using a gasket such as an insulating packing as shown in FIGS. 2 and 3, a glass sealing tube, an adhesive, welding, soldering, or the like is used.

【0061】また、図3の絶縁板の材料としては、各種
有機樹脂材料やセラミックスが用いられる。外缶(電池ケ−ス) 図2と図3では正極缶206,306が電池ケースを兼
ねているが、電池ケースの材質としては、ステンレスス
チール以外にも亜鉛などの金属、ポリプロピレンなどの
プラスチック、あるいは金属やガラス繊維とプラスチッ
クの複合材を用いることができる。
Various organic resin materials and ceramics are used as the material of the insulating plate of FIG. Outer can (battery case ) In FIGS. 2 and 3, the positive electrode cans 206 and 306 also serve as a battery case. As the material of the battery case, metal such as zinc, plastic such as polypropylene, other than stainless steel, Alternatively, a composite material of metal or glass fiber and plastic can be used.

【0062】図2と図3には図示されていないが、電池
の内圧が高まったときの安全策としては、安全弁を設け
るのが一般的である。
Although not shown in FIGS. 2 and 3, a safety valve is generally provided as a safety measure when the internal pressure of the battery increases.

【0063】[0063]

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 (正極活物質の調製)本発明の正極活物質の調製方法の
例を調製法1から10に、従来の調製方法の例として比
較調製法1から9までに示した。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples. The present invention is not limited to these examples. (Preparation of Positive Electrode Active Material) Examples of methods for preparing the positive electrode active material of the present invention are shown in Preparation Methods 1 to 10 and comparative preparation methods 1 to 9 are shown as examples of conventional preparation methods.

【0064】(調製法1)リチウム−マンガン酸化物を
以下の方法で調製した。硝酸マンガンを水に溶解した
後、住友金属製ニッケル超微粉末ENP−005を硝酸
マンガンの水溶液に懸濁し、ついで20で20kHzの
超音波振動を与えながら、水酸化リチウムの水溶液をp
H8以上になるまで滴下して沈澱を生成した。エチルア
ルコールを添加して、沈殿物を含む溶液の上澄み液をデ
カンテイションして除き、エチルアルコール洗浄とデカ
ンテイションを繰り返した。チッソ製シランカップリン
グ剤サイラエースS210(ビニルメトキシシラン)の
0.1%メチルアルコール溶液に浸した後、遠心分離器
で脱溶媒をした。得られた沈殿を120℃で乾燥した
後、真空乾燥器で200℃で乾燥して、酸化マンガン微
粉体を調製した。
(Preparation Method 1) Lithium-manganese oxide was prepared by the following method. After dissolving manganese nitrate in water, nickel ultrafine powder ENP-005 made by Sumitomo Metal Co., Ltd. is suspended in an aqueous solution of manganese nitrate, and then an aqueous solution of lithium hydroxide is added to the solution while applying ultrasonic vibration of 20 kHz at 20.
A precipitate was formed by dropping until H8 or more. Ethyl alcohol was added, the supernatant of the solution containing the precipitate was decanted off, and ethyl alcohol washing and decantation were repeated. After dipping in a 0.1% methyl alcohol solution of silane coupling agent Sila Ace S210 (vinyl methoxysilane) manufactured by Chisso, the solvent was removed by a centrifugal separator. The obtained precipitate was dried at 120 ° C and then dried at 200 ° C in a vacuum drier to prepare manganese oxide fine powder.

【0065】マンガン酸化物由来のX線解析曲線のピー
クの半価幅と回析角から次のScherrerの式を用
いて、結晶粒の大きさを決定した。結晶粒の大きさは6
0オングストロームであった。RHEEDパタ−ンから
は、ハローパターンに近いリングパターンが得られた。
The size of the crystal grain was determined from the half width of the peak of the X-ray analysis curve derived from manganese oxide and the diffraction angle using the following Scherrer's equation. Crystal grain size is 6
It was 0 angstrom. A ring pattern close to a halo pattern was obtained from the RHEED pattern.

【0066】X線による動径分布関数は、連続した緩や
かなピークの曲線が得られた。また、X線小角散乱法に
よる散乱角と散乱強度から、不均一な密度のゆらぎが観
察される。X線小角散乱法による散乱角と散乱強度か
ら、不均一な密度のゆらぎが観察された。比表面積測定
をBET法で行い、比表面積は123m2 /gであっ
た。
As the radial distribution function by X-ray, a continuous gentle peak curve was obtained. Further, from the scattering angle and the scattering intensity by the X-ray small angle scattering method, nonuniform density fluctuation is observed. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, non-uniform density fluctuations were observed. The specific surface area was measured by the BET method, and the specific surface area was 123 m 2 / g.

【0067】(調製法2)酸化パナジウムを以下の方法
で調製した。五酸化パナジウムを水酸化リチウムの水溶
液に徐々に加えて溶解させた。超音波振動を与えなが
ら、水溶液を液体窒素中に噴霧し、凍結した後、−20
℃まで温度を上げ、減圧して凍結乾燥により脱水乾燥し
た。得られた微粉体を150℃で乾燥した後、さらに真
空乾燥器で250℃で乾燥して、酸化パナジウム微粉体
を調製した。テトラ−イソ−プロポキシチタンの0.1
%イソプロピルアルコール溶液に浸した後、遠心分離器
で脱溶媒をした。得られた沈殿を120℃で乾燥した
後、200℃で真空乾燥して、酸化マンガン微粉体を調
製した。
(Preparation Method 2) Panadium oxide was prepared by the following method. Panadium pentoxide was gradually added to and dissolved in an aqueous solution of lithium hydroxide. While applying ultrasonic vibration, the aqueous solution was sprayed into liquid nitrogen and frozen, and then -20
The temperature was raised to ° C, the pressure was reduced, and the product was dehydrated and dried by freeze drying. The obtained fine powder was dried at 150 ° C. and further dried at 250 ° C. in a vacuum drier to prepare a vanadium oxide fine powder. 0.1 of tetra-iso-propoxy titanium
After immersing in a isopropyl alcohol solution, the solvent was removed by a centrifuge. The obtained precipitate was dried at 120 ° C. and then vacuum dried at 200 ° C. to prepare manganese oxide fine powder.

【0068】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
ら次のScherrerの式を用いて、結晶粒の大きさ
を決定しようとしたが、回析曲線がブロードであったた
め計算できなかった。RHEEDからは、ハローパター
ンが得られた。X線による動径分布関数は、連続した緩
やかなピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grains was tried to be determined from the full width at half maximum of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle using the Scherrer's formula, but the diffraction curve was broad, and therefore the calculation was possible. There wasn't. A halo pattern was obtained from RHEED. For the radial distribution function by X-ray, a continuous gentle peak curve was obtained.

【0069】また、X線小角散乱法による散乱角と散乱
強度から、不均一な密度のゆらぎが観察された。BET
法で測定した比表面積は、105m2 /gであった。 (調製法3)リチウム−ニッケル酸化物を以下の方法で
調製した。
Further, from the scattering angle and the scattering intensity by the X-ray small angle scattering method, nonuniform density fluctuations were observed. BET
The specific surface area measured by the method was 105 m 2 / g. (Preparation Method 3) Lithium-nickel oxide was prepared by the following method.

【0070】酢酸ニッケルを酢酸−エチルアルコール−
水混合溶媒に溶解した後、ついで20kHzの超音波振
動を与えながら、アルコキシドであるエトキシリチウム
のエチルアルコール溶液を滴下して混合し、80℃に加
熱して加水分解反応を進行させ、ゾルを生成した。ゾル
状の沈澱物を含む溶液の上澄み液をデカンテイションし
て除き、エチルアルコールで洗浄し、デカンテイション
を繰り返し、遠心分離器で脱溶媒をした。得られた沈澱
を150℃で乾燥した後、高純度化学研究所製無電解ニ
ッケルメッキ液Ni−701に懸潤させ、70℃に加熱
してニッケルメッキコーティングした後、水洗とデカン
テイシイョンを繰り返し、ついでエチルアルコールで洗
浄し、デカンテイションを繰り返し、遠心分離器で脱溶
媒をした。230℃で真空乾燥して、酸化ニッケル微粉
体を調製した。
Nickel acetate was added to acetic acid-ethyl alcohol-
After dissolving in a water mixed solvent, while applying ultrasonic vibration of 20 kHz, an ethyl alcohol solution of alkoxide ethoxylithium is added dropwise and mixed, and heated to 80 ° C. to cause a hydrolysis reaction to proceed to form a sol. did. The supernatant of the solution containing the sol-like precipitate was decanted off, washed with ethyl alcohol, the decantation was repeated, and the solvent was removed by a centrifuge. The obtained precipitate was dried at 150 ° C., immersed in an electroless nickel plating solution Ni-701 manufactured by Kojundo Chemical Laboratory, and heated to 70 ° C. for nickel plating coating, followed by washing with water and decantation. Repeatedly, then washed with ethyl alcohol, repeated decantation, and desolvated with a centrifuge. Vacuum drying was carried out at 230 ° C. to prepare nickel oxide fine powder.

【0071】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
ら次のScherrerの式を用いて、結晶粒の大きさ
を決定しようとしたが、酸化物由来の回析曲線がブロー
ドであったため計算できなかった。RHEEDからは、
ニッケルメッキ由来と思われるリングパターンが得られ
た。ニッケルメッキする前のものは、ハローパターンで
あった。
From the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle, an attempt was made to determine the size of the crystal grain by using the following Scherrer's formula, but the diffraction curve derived from the oxide was broad. I couldn't calculate because it was there. From RHEED,
A ring pattern that was probably derived from nickel plating was obtained. The one before nickel plating had a halo pattern.

【0072】ニッケルメッキ前のもののX線よる動径分
布関数は、連続した緩やかなピークの曲線が得られた。
また、X線小角散乱法による散乱角と散乱強度から、不
均一な密度のゆらぎが観察される。X線小角散乱法によ
る散乱角と散乱強度から、不均一な密度のゆらぎが観察
された。BET法で測定した比表面積は、210m2
gであった。
As for the radial distribution function by X-ray before nickel plating, a continuous and gentle peak curve was obtained.
Further, from the scattering angle and the scattering intensity by the X-ray small angle scattering method, nonuniform density fluctuation is observed. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, non-uniform density fluctuations were observed. The specific surface area measured by the BET method is 210 m 2 /
It was g.

【0073】(調製法4)リチウム−ニッケル−コバル
ト酸化物を以下の方法で調製した。硝酸ニッケルと硝酸
コバルトを水に溶解した後、次に、硝酸ニッケルと硝酸
コバルトの水溶液に20kHzの超音波振動を与えなが
ら、水酸化リチウムの水溶液をpH8以上になるまで滴
下して沈澱を生成した。エチルアルコールを添加して、
沈澱物を含む溶液の上澄み液をデカンテイションして除
き、エチルアルコール洗浄とデカンテイションを繰り返
し、遠心分離器で脱溶媒をした。得られた沈澱を120
℃で乾燥した後、200℃で真空乾燥して、ニッケルコ
バルト酸化物微粉体を調製した。
(Preparation Method 4) Lithium-nickel-cobalt oxide was prepared by the following method. After nickel nitrate and cobalt nitrate were dissolved in water, an aqueous solution of lithium hydroxide was added dropwise to the aqueous solution of nickel nitrate and cobalt nitrate while ultrasonically oscillating at 20 kHz until a pH of 8 or higher was reached to form a precipitate. . Add ethyl alcohol,
The supernatant of the solution containing the precipitate was decanted off, and the washing with ethyl alcohol and decantation were repeated, and the solvent was removed by a centrifuge. The precipitate obtained is 120
After drying at 0 ° C., vacuum drying was performed at 200 ° C. to prepare nickel cobalt oxide fine powder.

【0074】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
ら次のScherrerの式を用いて、結晶粒の大きさ
を決定した。結晶粒の大きさは140オングストローム
であった。RHEEDからは、ハローパターンに近いリ
ングパターンが得られた。X線による動径分布関数は、
連続した緩やかなピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grain was determined from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle by using the following Scherrer's equation. The crystal grain size was 140 Å. A ring pattern similar to a halo pattern was obtained from RHEED. The radial distribution function by X-ray is
A continuous, gentle peak curve was obtained.

【0075】また、X線小角散乱法による散乱角と散乱
角度から、不均一な密度のゆらぎが観察される。X線小
角散乱法による散乱角と散乱強度から、不均一な密度の
ゆらぎが観察された。BET法で測定した比表面積は、
160m2 /gであった。 (調製法5)パナジウム−モリブデン酸化物を以下の方
法で調製した。
Further, from the scattering angle and the scattering angle by the X-ray small angle scattering method, nonuniform density fluctuation is observed. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, non-uniform density fluctuations were observed. The specific surface area measured by the BET method is
It was 160 m 2 / g. (Preparation Method 5) Panadium-molybdenum oxide was prepared by the following method.

【0076】硫酸バナジルと硫酸モリブデンを水に加え
て懸潤し、酢酸を徐々に加えて溶解させた。次に、酸化
バナジウムと酢酸の溶液に20kHzの超音波振動を与
えながら、水酸化リチウムの水溶液をpH8以上になる
まで滴下して沈澱を生成した。エチルアルコールを添加
して、沈澱物を含む溶液の上澄み液をデカンテイション
して除き、エチルアルコールで洗浄し、デカンテイショ
ンを繰り返し、遠心分離器で脱溶媒をした。得られた沈
澱を120℃で乾燥した後、200℃で真空乾燥して、
酸化バナジウム微粉体を調製した。
Vanadyl sulfate and molybdenum sulfate were added to water and suspended, and acetic acid was gradually added and dissolved. Next, while applying ultrasonic vibration of 20 kHz to the solution of vanadium oxide and acetic acid, an aqueous solution of lithium hydroxide was added dropwise until the pH became 8 or more to form a precipitate. Ethyl alcohol was added, and the supernatant of the solution containing the precipitate was decanted off, washed with ethyl alcohol, the decantation was repeated, and the solvent was removed by a centrifuge. The precipitate obtained is dried at 120 ° C. and then vacuum dried at 200 ° C.
A vanadium oxide fine powder was prepared.

【0077】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
ら次のScherrerの式を用いて、結晶粒の大きさ
を決定した。結晶粒の大きさは80オングストロームで
あった。RHEEDからは、ハローパターン近いリング
パターンが得られた。X線による動径分布関数は、連続
した緩やかなピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grain was determined from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle using the following Scherrer's equation. The crystal grain size was 80 Å. From RHEED, a ring pattern close to a halo pattern was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a continuous gentle peak curve was obtained.

【0078】また、X線小角散乱法による散乱角と散乱
強度から、不均一な密度のゆらぎが観察される。X線小
角散乱法による散乱角と散乱強度から、不均一な密度の
ゆらぎが観察された。BET法で測定した比表面積は、
100m2 /gであった。 (調製法6)バナジウム−モリブデン酸化物を以下の方
法で調製した。
Further, from the scattering angle and the scattering intensity by the X-ray small angle scattering method, nonuniform density fluctuations are observed. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, non-uniform density fluctuations were observed. The specific surface area measured by the BET method is
It was 100 m 2 / g. (Preparation Method 6) Vanadium-molybdenum oxide was prepared by the following method.

【0079】酸化バナジウムと酸化モリブデンを7:3
の割合で混合した後、800℃まで加熱し溶融混合して
溶湯をつくり、アルゴンガスに酸素20%と水素2%を
混合したガスのジェットで溶湯を分散させ、冷却した回
転金属円板に、高速で吹き付けて、酸化バナジウム−酸
化物モリブデン微粉体を調製した。X線回析曲線のピー
クの半価幅と回析角から次のScherrerの式を用
いて、結晶粒の大きさを決定した。結晶粒の大きさは1
10オングストロームであった。
Vanadium oxide and molybdenum oxide were mixed at 7: 3.
After mixing at a ratio of 1, the mixture is heated to 800 ° C. and melt-mixed to form a molten metal, and the molten metal is dispersed by a jet of a gas in which 20% oxygen and 2% hydrogen are mixed in argon gas, and the cooled rotating metal disk is Vanadium oxide-molybdenum oxide fine powder was prepared by spraying at high speed. The size of the crystal grain was determined from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle using the following Scherrer's equation. Crystal grain size is 1
It was 10 angstroms.

【0080】RHEEDからは、強度の弱いリングパタ
ーンが得られた。X線による動径分布関数は、連続した
緩やかなピークの曲線が得られた。また、X線昇格散乱
法による散乱角と散乱強度から、不均一な密度のゆらぎ
が観察される。X線小角散乱法による散乱角と散乱強度
から、不均一な密度のゆらぎが観察された。
From RHEED, a weakly strong ring pattern was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a continuous gentle peak curve was obtained. In addition, nonuniform density fluctuations are observed from the scattering angle and scattering intensity measured by the X-ray promoted scattering method. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, non-uniform density fluctuations were observed.

【0081】BET法で測定した比表面積は、60m2
/gであった。 (調製法7)硫化チタンを以下の方法で調製した。真空
脱気したプラズマCVD装置の反応室に、水素ガス50
0sccmを流し、10Torrの圧力に維持し、1
3.56MHzの高周波で放電を起こした。次に、テト
ラブトキシチタンのヘキサン溶液に200sccmをヘ
リウムガスをキリャアガスとしてバブリングしてノズル
から200sccmで、プラズマCVD装置の反応室に
吹き込み、同時に硫化水素250sccmを導入して気
相反応させ、補集器に硫化チタン微分体を補集した。
The specific surface area measured by the BET method is 60 m 2.
/ G. (Preparation Method 7) Titanium sulfide was prepared by the following method. Hydrogen gas 50 was placed in the reaction chamber of the plasma CVD apparatus that had been degassed in vacuum.
Flow at 0 sccm, maintain pressure at 10 Torr, 1
A discharge was generated at a high frequency of 3.56 MHz. Next, 200 sccm of hexane solution of tetrabutoxytitanium was bubbled with helium gas as clear gas, and 200 sccm from the nozzle was blown into the reaction chamber of the plasma CVD apparatus. At the same time, 250 sccm of hydrogen sulfide was introduced to cause a gas phase reaction and a collector. Titanium sulfide derivative was collected in.

【0082】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
ら次のScherrerの式を用いて、結晶粒の大きさ
を決定した。結晶粒の大きさは200オングストローム
であった。RHEEDからは、強度の弱いリングパター
ンが得られた。X線による動径分布関数は、連続した緩
やかなピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grain was determined from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle using the following Scherrer's equation. The crystal grain size was 200 Å. From RHEED, a weak intensity ring pattern was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a continuous gentle peak curve was obtained.

【0083】また、X線小角散乱法による散乱角と散乱
強度から、不均一な密度のゆらぎが観察される。X線小
角散乱法による散乱角と散乱強度から、不均一な密度の
ゆらぎが観察された。BET法で測定した比表面積は、
175m2 /gであった。 (調製法8)リチウム−鉄−コバルト酸化物を以下の方
法で調製した。
Further, from the scattering angle and the scattering intensity by the X-ray small angle scattering method, nonuniform density fluctuation is observed. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, non-uniform density fluctuations were observed. The specific surface area measured by the BET method is
It was 175 m 2 / g. (Preparation Method 8) Lithium-iron-cobalt oxide was prepared by the following method.

【0084】水酸化リチウムの5mol/l水溶液に、
塩化コバルト0.5mol/l,塩化第二鉄1mol/
lの1:1混合溶液を、アルゴンガスをバブリングしな
がら撹拌を行い、徐々に添加した。反応容器を100℃
で熟成した。熟成終了後、多量の水冷した水中に注ぎ、
洗液のpHが8になるまで水冷水でデカンテイションに
よる洗浄を行い、200℃で真空乾燥し、アルゴン雰囲
気下ボールミルで粉砕した。
In a 5 mol / l aqueous solution of lithium hydroxide,
Cobalt chloride 0.5 mol / l, ferric chloride 1 mol /
1: 1 mixed solution was stirred while bubbling argon gas and gradually added. 100 ℃ reaction vessel
Aged in. After aging, pour into a large amount of water-cooled water,
The washing solution was washed with water-cooled water by decantation until the pH became 8, dried under vacuum at 200 ° C., and pulverized with a ball mill under an argon atmosphere.

【0085】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
ら次のScherrerの式を用いて、結晶粒の大きさ
を決定した。結晶粒の大きさは150オングストローム
であった。RHEEDからは、強度の弱いリングパター
ンが得られた。X線による動径分布関数は、連続した緩
やかなピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grain was determined from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle using the Scherrer's formula below. The crystal grain size was 150 Å. From RHEED, a weak intensity ring pattern was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a continuous gentle peak curve was obtained.

【0086】また、X線小角散乱法による散乱角と散乱
強度から、不均一な密度のゆらぎが観察される。X線小
角散乱法による散乱角と散乱強度から、不均一な密度の
ゆらぎが観察された。BET法で測定した比表面積は、
210m2 /gであった。 (調製法9)マグネシムウ添加マンガン−バナジウム酸
化物を以下の方法で調製した。
Further, from the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, nonuniform density fluctuations are observed. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, non-uniform density fluctuations were observed. The specific surface area measured by the BET method is
It was 210 m 2 / g. (Preparation Method 9) Magnesium-containing manganese-vanadium oxide was prepared by the following method.

【0087】塩酸2リットルに五酸化バナジウム300
gを溶解した水溶液に、硝酸マンガン,塩化マグネシウ
ム,尿素,を添加し、95〜98℃で10分加熱してア
ンモニアを発生させて、水酸化リチウム水溶液を滴下し
pH7に調製し沈澱を生成した後デカンテイションと水
洗を繰り返した後、エチルアルコールで洗浄し、スプレ
ードライヤーで乾燥した。さらに、200℃で真空乾燥
した。
Vanadium pentoxide 300 to 2 liters of hydrochloric acid
Manganese nitrate, magnesium chloride, and urea were added to an aqueous solution in which g was dissolved, heated at 95 to 98 ° C. for 10 minutes to generate ammonia, and an aqueous lithium hydroxide solution was added dropwise to adjust the pH to 7 to form a precipitate. After repeating decantation and washing with water, the product was washed with ethyl alcohol and dried with a spray dryer. Furthermore, it vacuum-dried at 200 degreeC.

【0088】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
ら次のScherrerの式を用いて、結晶粒の大きさ
を決定した。結晶粒の大きさは90オングストロームで
あった。RHEEDからは、ハローパターンに近いリン
グパターンが得られた。X線による動径分布関数は、連
続した緩やかなピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grain was determined from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle using the following Scherrer's equation. The crystal grain size was 90 Å. A ring pattern similar to a halo pattern was obtained from RHEED. For the radial distribution function by X-ray, a continuous gentle peak curve was obtained.

【0089】また、X線小角散乱法による散乱角と散乱
強度から、不均一な密度のゆらぎが観察される。X線小
角散乱法による散乱角と散乱強度から、不均一な密度の
ゆらぎが観察された。BET法で測定した比表面積は、
80m2 /gであった。 (調製法10)リチウム−銅−コバルト酸化物を以下の
方法で調製した。硫酸銅,硝酸コバルトを水に溶解させ
た水溶液に、シュウ酸を添加した後、超音波振動を加
え、水酸化リチウム水溶液をpH7になるまで滴下し
て、沈澱を生成し、水洗とデカンテイションを繰り返し
た後、水酸化リチウム水溶液を加え、超音波振動を加
え、エチルアルコールを添加した後、デカンテイション
とエチルアルコールによる洗浄を繰り返し、スプレード
ライヤーで乾燥した。さらに、200℃で真空乾燥し
た。
Further, from the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, nonuniform density fluctuations are observed. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, non-uniform density fluctuations were observed. The specific surface area measured by the BET method is
It was 80 m 2 / g. (Preparation method 10) Lithium-copper-cobalt oxide was prepared by the following method. After adding oxalic acid to the aqueous solution of copper sulfate and cobalt nitrate dissolved in water, ultrasonic vibration was added, and the aqueous lithium hydroxide solution was added dropwise until the pH reached 7, forming a precipitate, washing with water and decantation. After repeating, an aqueous lithium hydroxide solution was added, ultrasonic vibration was added, ethyl alcohol was added, and then decantation and washing with ethyl alcohol were repeated, followed by drying with a spray dryer. Furthermore, it vacuum-dried at 200 degreeC.

【0090】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
ら次のScherrerの式を用いて、結晶粒の大きさ
を決定した。結晶粒の大きさは160オングストローム
であった。RHEEDからは、強度の弱いリングパター
ンが得られた。X線による動径分布関数は、連続した緩
やかなピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grain was determined from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle using the following Scherrer's equation. The crystal grain size was 160 Å. From RHEED, a weak intensity ring pattern was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a continuous gentle peak curve was obtained.

【0091】また、X線小角散乱法による散乱角と散乱
強度から、不均一な密度のゆらぎが観察される。X線小
角散乱法による散乱角と散乱強度から、不均一な密度の
ゆらぎが観察された。BET法で測定した比表面積は、
50m2 /gであった。 [他の分析]調製例1から10までの方法で調製した正
極活物質は、いずれもSIMS分析によって水素とリチ
ウムが含有されていることが確認された。TG(熱重量
測定),DTA(示差熱分析),DSC(示差走査熱量
測定)の脱水ピークとFTIR(フーリエ変換赤外)吸
収スペクトルからも、水酸基が存在することが確認され
た。
Further, from the scattering angle and the scattering intensity by the X-ray small angle scattering method, nonuniform density fluctuations are observed. From the scattering angle and the scattering intensity obtained by the X-ray small angle scattering method, non-uniform density fluctuations were observed. The specific surface area measured by the BET method is
It was 50 m 2 / g. [Other Analysis] It was confirmed by SIMS analysis that all the positive electrode active materials prepared by the methods of Preparation Examples 1 to 10 contained hydrogen and lithium. The presence of hydroxyl groups was also confirmed from the dehydration peaks of TG (thermogravimetric measurement), DTA (differential thermal analysis), and DSC (differential scanning calorimetry) and FTIR (Fourier transform infrared) absorption spectrum.

【0092】(比較調製法1)リチウム−マンガン酸化
物を以下の方法で調製した。三井金属製電解二酸化マン
ガン粉と炭酸リチウムを1:0.4の比率で混合した
後、800℃で加熱してリチウムマンガン酸化物を調製
した。X線回析曲線のピークの半価幅と回析角から次の
Scherrerの式を用いて、得られた結晶粒の大き
さは600オングストローム以上であった。
(Comparative Preparation Method 1) Lithium-manganese oxide was prepared by the following method. Mitsui Kinzoku's electrolytic manganese dioxide powder and lithium carbonate were mixed at a ratio of 1: 0.4 and then heated at 800 ° C. to prepare a lithium manganese oxide. From the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle, the size of the obtained crystal grains was 600 angstroms or more, using the following Scherrer's equation.

【0093】RHEEDからは、スポットパターンが確
認できるリングパターンが得られた。X線による動径分
布関数は、不連続したピークの曲線が得られた。比表面
積測定をBET法で行い、比表面積は40m2 /gであ
った。 (比較調製法2)五酸化バナジウムを以下の方法で調製
した。
From RHEED, a ring pattern with which a spot pattern could be confirmed was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a curve of discontinuous peaks was obtained. The specific surface area was measured by the BET method and the specific surface area was 40 m 2 / g. (Comparative Preparation Method 2) Vanadium pentoxide was prepared by the following method.

【0094】和光純薬製試薬を400℃で真空乾燥し
た。X線回析曲線のピークの半価幅と回析角からSch
errerの式を用いて、得られた結晶粒の大きさは8
00オングストロームであった。RHEEDからは、ス
ポットパターンが確認できるリングパターンが得られ
た。
The Wako Pure Chemicals Reagent was vacuum dried at 400 ° C. From the full width at half maximum of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle, Sch
Using the error formula, the size of the obtained crystal grains is 8
It was 00 angstrom. From RHEED, a ring pattern with which a spot pattern could be confirmed was obtained.

【0095】X線による動径分布関数は、不連続したピ
ークの曲線が得られた。BET法で測定した比表面積
は、4m2 /gであった。 (比較調製法3)リチウム−ニケッル酸化物を以下の方
法で調製した。炭酸リチウムと硝酸ニッケルを1:1の
等モル比で混合した後、800℃で加熱してリチウム−
ニッケル酸化物を調製した。
As the radial distribution function by X-ray, a curve of discontinuous peaks was obtained. The specific surface area measured by the BET method was 4 m 2 / g. (Comparative Preparation Method 3) Lithium-nickel oxide was prepared by the following method. Lithium carbonate and nickel nitrate were mixed at an equimolar ratio of 1: 1 and then heated at 800 ° C. to obtain lithium-
A nickel oxide was prepared.

【0096】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
らScherrerの式を用いて得られた結晶粒の大き
さは、2000オングストローム以上であった。RHE
EDからは、スポットパターンが確認できるリングパタ
ーンが得られた。X線による動径分布関数は、不連続し
たピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grains obtained by using the Scherrer's formula from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle was 2000 angstroms or more. RHE
From the ED, a ring pattern in which a spot pattern could be confirmed was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a curve of discontinuous peaks was obtained.

【0097】BET法で測定した比表面積は、50m2
/gであった。 (比較調製法4)リチウム−ニッケル−コバルト酸化物
を以下の方法で調製した。炭酸リチウムと炭酸ニッケル
と炭酸コバルトを10:3:7のモル比率で混合した
後、900℃で20時間加熱分解してニッケル−コバル
ト酸化物を調製した。
The specific surface area measured by the BET method is 50 m 2
/ G. (Comparative Preparation Method 4) Lithium-nickel-cobalt oxide was prepared by the following method. Lithium carbonate, nickel carbonate and cobalt carbonate were mixed at a molar ratio of 10: 3: 7 and then thermally decomposed at 900 ° C. for 20 hours to prepare a nickel-cobalt oxide.

【0098】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
らScherrerの式を用いて得られた結晶粒の大き
さは、1100オングストローム以上であった。RHE
EDからは、スポットパターンが確認できるリングパタ
ーンが得られた。X線による動径分布関数は、不連続し
たピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grain obtained by using the Scherrer's formula from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle was 1100 angstroms or more. RHE
From the ED, a ring pattern in which a spot pattern could be confirmed was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a curve of discontinuous peaks was obtained.

【0099】BET法で測定した比表面積は、40m2
/gであった。 (比較調製法5)バナジウム−モリブデン酸化物を以下
の方法で調製した。酸化バナジウムと酸化モリブデンを
7:3の割合で混合し、白金ルツボ中で800℃まで加
熱し溶融混合した後、除冷して塊状の酸化バナジウムと
酸化モリブデンをつくり、ローラミルで粉砕して酸化バ
ナジウム−酸化モリブデン微粉体を調製した。
The specific surface area measured by the BET method is 40 m 2
/ G. (Comparative Preparation Method 5) Vanadium-molybdenum oxide was prepared by the following method. Vanadium oxide and molybdenum oxide are mixed at a ratio of 7: 3, heated to 800 ° C. in a platinum crucible and melt-mixed, and then cooled to form lumpy vanadium oxide and molybdenum oxide, which are crushed by a roller mill and vanadium oxide A fine powder of molybdenum oxide was prepared.

【0100】X線回析曲線のピークの半価幅と回析角か
らScherrerの式を用いて得られた結晶粒の大き
さは、700オングストローム以上であった。RHEE
Dからは、スポットパターンが確認できるリングパター
ンが得られた。X線による動径分布関数は、不連続した
ピークの曲線が得られた。
The size of the crystal grain obtained by using the Scherrer's formula from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle was 700 angstroms or more. RHEE
From D, a ring pattern in which a spot pattern can be confirmed was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a curve of discontinuous peaks was obtained.

【0101】BET法で測定した比表面積は、10m2
/gであった。 (比較調製法6)硫化チタンを以下の方法で調製した。
高純度化学研究所製試薬二硫化チタン粉末を400℃で
真空乾燥した。X線回析曲線のピークの半価幅と回析角
からScherrerの式を用いて得られた結晶粒の大
きさは、900オングストローム以上であった。
The specific surface area measured by the BET method is 10 m 2.
/ G. (Comparative Preparation Method 6) Titanium sulfide was prepared by the following method.
High purity chemical laboratory reagent titanium disulfide powder was vacuum dried at 400 ° C. The size of the crystal grain obtained by using the Scherrer's formula from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle was 900 angstroms or more.

【0102】RHEEDからは、スポットパターンが確
認できるリングパターンが得られた。X線による動径分
布関数は、不連続したピークの曲線が得られた。BET
法で測定した比表面積は、50m2 /gであった。 (比較調製法7)リチウム−鉄−コバルト酸化物を以下
の方法で調製した。
From RHEED, a ring pattern with which a spot pattern could be confirmed was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a curve of discontinuous peaks was obtained. BET
The specific surface area measured by the method was 50 m 2 / g. (Comparative Preparation Method 7) Lithium-iron-cobalt oxide was prepared by the following method.

【0103】炭酸リチウムと酢酸第一鉄と炭酸コバルト
を等モル比混合した後、空気中600℃で熱分解して、
鉄コバルト酸化物を調製した。その後、ボールミルで粉
砕して、微粉体を得た。X線回析曲線のピークの半価幅
と回析角からScherrerの式を用いて得られた結
晶粒の大きさは、1000オングストローム以上であっ
た。
Lithium carbonate, ferrous acetate and cobalt carbonate were mixed in an equimolar ratio and then pyrolyzed in air at 600 ° C.,
An iron cobalt oxide was prepared. Then, it was crushed with a ball mill to obtain a fine powder. The size of the crystal grain obtained by using Scherrer's formula from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle was 1000 angstroms or more.

【0104】RHEEDからは、スポットパターンが確
認できるリングパターンが得られた。X線による動径分
布関数は、不連続したピークの曲線が得られた。BET
法で測定した比表面積は、40m2 /gであった。 (比較調製法8)マグネシウム添加マンガン−バナジウ
ム酸化物を以下の方法で調製した。
From RHEED, a ring pattern with which a spot pattern could be confirmed was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a curve of discontinuous peaks was obtained. BET
The specific surface area measured by the method was 40 m 2 / g. (Comparative Preparation Method 8) Magnesium-added manganese-vanadium oxide was prepared by the following method.

【0105】二酸化マンガンと五酸化バナジウムと水酸
化マグネシウムをモル比10:10:1の比率で混合し
た後、空気中700℃で熱分解して、マグネシウム添加
マンガン−バナジウム酸化物を調製した。その後、ボー
ルミルで粉砕して、微粉体を得た。X線回析曲線のピー
クの半価幅と回析角からScherrerの式を用いて
得られた結晶粒の大きさは、1300オングストローム
以上であった。
Manganese dioxide, vanadium pentoxide and magnesium hydroxide were mixed at a molar ratio of 10: 10: 1, and then thermally decomposed in air at 700 ° C. to prepare a magnesium-added manganese-vanadium oxide. Then, it was crushed with a ball mill to obtain a fine powder. The size of the crystal grain obtained by using the Scherrer's equation from the half width of the peak of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle was 1300 angstroms or more.

【0106】RHEEDからは、スポットパターンが確
認できるリングパターンが得られた。X線による動径分
布関数は、不連続したピークの曲線が得られた。BET
法で測定した比表面積は、27m2 /gであった。 (比較調製法9)リチウム−銅−コバルト酸化物を以下
の方法で調製した。
From RHEED, a ring pattern with which a spot pattern could be confirmed was obtained. For the radial distribution function by X-ray, a curve of discontinuous peaks was obtained. BET
The specific surface area measured by the method was 27 m 2 / g. (Comparative Preparation Method 9) Lithium-copper-cobalt oxide was prepared by the following method.

【0107】炭酸リチウムと炭酸コバルトと炭酸銅を等
モル比率で混合した後、空気中600℃で熱分解して、
調製した。その後、ボールミルで粉砕して、微粉体を得
た。X線回析曲線のピークの半価幅と回析角からSch
errerの式を用いて得られた結晶粒の大きさは、1
100オングストローム以上であった。RHEEDから
は、スポットパターンが確認できるリングパターンが得
られた。
Lithium carbonate, cobalt carbonate and copper carbonate were mixed in an equimolar ratio, and then thermally decomposed in air at 600 ° C.,
Prepared. Then, it was crushed with a ball mill to obtain a fine powder. From the full width at half maximum of the X-ray diffraction curve and the diffraction angle, Sch
The size of the crystal grain obtained by using the error formula is 1
It was 100 angstroms or more. From RHEED, a ring pattern with which a spot pattern could be confirmed was obtained.

【0108】X線による動径分布関数は、不連続したピ
ークの曲線が得られた。BET法で測定した比表面積
は、10m2 /gであった。 [分析装置]調製法1から10および比較例調製法1か
ら9までの方法で調製した正極活物質の分析は以下の装
置を用いて行った。X線回析測定は、マックサイエンス
社MXP3VAを用いて行った。
As the radial distribution function by X-ray, a curve of discontinuous peaks was obtained. The specific surface area measured by the BET method was 10 m 2 / g. [Analyzer] Analysis of the positive electrode active materials prepared by the methods of Preparations 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 9 was performed using the following apparatus. The X-ray diffraction measurement was performed using MXP3VA manufactured by Mac Science.

【0109】RHEED測定は、日本電子社JEM−1
00SXを用いて行った。BET法での比表面積測定
は、マイクロメリティックス社GEMIN12300を
用いて行った。調製例と比較調製例の方法による遷移金
属と6A族元素との化合物の比較分析結果から、調製例
による化合物は、比較調製例によるものより結晶粒径が
小さく、非晶質あるいは微結晶構造を有していることが
わかった。
RHEED measurement was carried out by JEM-1 of JEOL Ltd.
Performed using 00SX. The specific surface area was measured by the BET method using GEMIN12300 manufactured by Micromeritics. From the comparative analysis results of the compounds of the transition metal and the Group 6A element by the method of Preparation Example and Comparative Preparation Example, the compound of Preparation Example has a smaller crystal grain size than that of Comparative Preparation Example and has an amorphous or microcrystalline structure. It turned out to have.

【0110】[リチウム二次電池の作製]前記調製法で
調製した正極活物質を使用して、リチウム二次電池を作
製した。 (実施例1)前述の調製法1にて調製した正極活物質を
用いて、構造と組立が簡単な図2に示した概略断面構造
の電池を作製した。
[Preparation of Lithium Secondary Battery] A lithium secondary battery was prepared using the positive electrode active material prepared by the above preparation method. (Example 1) Using the positive electrode active material prepared by the above-mentioned preparation method 1, a battery having a schematic sectional structure shown in FIG.

【0111】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、負極
活物質201としてリチウム金属箔に裏面側からチタン
メッシュ集電体200を圧着し、旭硝子社製フッ素樹脂
塗料ルミフロンの希薄溶液を使用してリチウム表面をフ
ッ素樹脂薄膜で被覆して、負極を作製した。調製法1で
調製したリチウム−マンガン酸化物の正極活物質に、ア
セチレンブラック粉と旭硝子社製フッ素樹脂塗料ルミフ
ロンのキシレン溶液を混合して、チタンメッシュに塗布
し、80℃で硬化させ、マイクロ波加熱をして、正極2
03を形成した。
First, in a dry argon gas atmosphere, a titanium mesh current collector 200 was pressure-bonded to a lithium metal foil as a negative electrode active material 201 from the back side, and a dilute solution of Lumiflon fluororesin paint manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. was used to obtain a lithium surface. Was coated with a fluororesin thin film to prepare a negative electrode. The lithium-manganese oxide positive electrode active material prepared in Preparation Method 1 was mixed with acetylene black powder and a xylene solution of fluororesin paint Lumiflon manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., applied on a titanium mesh, and cured at 80 ° C. Heat the positive electrode 2
03 was formed.

【0112】電解液207には、プロピレンカーボネー
ト(PC)とジメトキシエタン(DME)の等量混合液
媒に、四フッ化ホウ酸リチウム塩を1M(mol/l)
溶解したものを使用した。セパレータ207は、ポリプ
ロピレン不織布でポリプロピレンの微孔セパレータをサ
ンドイッチしたものを用いた。
As the electrolytic solution 207, 1M (mol / l) of lithium tetrafluoroborate salt was used in a liquid medium of an equal amount of propylene carbonate (PC) and dimethoxyethane (DME).
What was melt | dissolved was used. As the separator 207, a polypropylene nonwoven fabric sandwiched with polypropylene micropore separators was used.

【0113】組立は、負極201と正極203の間にセ
パレータ207をはさみ、チタンクラッドのステンレス
材の正極缶206に挿入して、電解液を注入した後、チ
タンクラッドのステンレス材の負極キャップ205とフ
ッ素ゴムの絶縁パッキング210で密閉して、リチウム
二次電池を作製した。 (実施例2)前述の調製法2にて調製した酸化バナジウ
ムを正極活物質に用いて、図2に示した概略断面構造の
電池を作製した。
For assembly, the separator 207 is sandwiched between the negative electrode 201 and the positive electrode 203, inserted into the positive electrode can 206 made of a titanium clad stainless material, the electrolytic solution is injected, and then the negative electrode cap 205 made of a titanium clad stainless material is formed. A lithium secondary battery was produced by sealing with an insulating packing 210 of fluororubber. (Example 2) Using vanadium oxide prepared by the above-mentioned preparation method 2 as a positive electrode active material, a battery having a schematic sectional structure shown in FIG. 2 was produced.

【0114】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、リチ
ウム金属箔は裏面側からニッケルメッシュ集電体を圧着
して、負極を作製した。調製法2で調製した酸化バナジ
ウムの正極活物質に、アセチレンブラック粉と日本油脂
製粉体フッ素樹脂塗料スーパーコナックFを混合し、キ
シレンを少量加えて、ニッケルメッシュに塗布し、15
0℃で硬化させ、正極を形成した。
First, in a dry argon gas atmosphere, a nickel mesh current collector was pressure-bonded to the lithium metal foil from the back surface side to prepare a negative electrode. To the vanadium oxide positive electrode active material prepared in Preparation Method 2, acetylene black powder and NOF powder fluororesin coating material Super Konak F were mixed, a small amount of xylene was added, and the mixture was applied to a nickel mesh.
It was cured at 0 ° C. to form a positive electrode.

【0115】以下、実施例1と同様にして、図2に示し
た電池を組み立てた。 (実施例3)前述の調製法3にて調製した正極活物質を
用いて、構造と組立が簡単な図2に示した概略断面構造
の電池を組み立てた。まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中
で、リチウム金属箔は裏面側からニッケルメッシュ集電
体を圧着して、負極を作製した。
Thereafter, the battery shown in FIG. 2 was assembled in the same manner as in Example 1. (Example 3) Using the positive electrode active material prepared by the above-mentioned preparation method 3, a battery having a schematic sectional structure shown in Fig. 2 having a simple structure and assembly was assembled. First, in a dry argon gas atmosphere, a nickel mesh current collector was pressure-bonded to the lithium metal foil from the back surface side to produce a negative electrode.

【0116】調製法3で調製したリチウム−ニッケル酸
化物の正極活物質に、アセチレンブラック粉とテトラフ
ルオロエチレンポリマー粉を混合し、ニッケルメッシュ
に加熱圧着成形して、正極203を形成した。以下、実
施例1と同様にして、図2に示した電池を組み立てた。 (実施例4)前述の調製法4にて調製したリチウム−ニ
ッケル−コバルト酸化物を正極活物質に用いて、図2に
示した電池を実施例3と同様の手順で作製した。
Acetylene black powder and tetrafluoroethylene polymer powder were mixed with the lithium-nickel oxide positive electrode active material prepared in Preparation Method 3, and the resulting mixture was thermocompression-bonded to a nickel mesh to form the positive electrode 203. Thereafter, the battery shown in FIG. 2 was assembled in the same manner as in Example 1. (Example 4) Using the lithium-nickel-cobalt oxide prepared by the above-mentioned preparation method 4 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was produced in the same procedure as in Example 3.

【0117】(実施例5)前述の調製法5にて調製した
バナジウム−モリブデン酸化物を正極活物質に用いて、
図2に示した電池を実施例3と同様の手順で作製した。 (実施例6)前述の調製法6にて調製したバナジウム−
モリブデン酸化物を正極活物質に用いて、図2に示した
電池を実施例3と同様の手順で作製した。
Example 5 Using the vanadium-molybdenum oxide prepared by the above-mentioned preparation method 5 as the positive electrode active material,
The battery shown in FIG. 2 was manufactured in the same procedure as in Example 3. (Example 6) Vanadium-prepared by the above-mentioned preparation method 6
Using molybdenum oxide as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was produced in the same procedure as in Example 3.

【0118】(実施例7)前述の調製法7にて調製した
硫化チタンを正極活物質に用いて、図2に示した電池を
実施例3と同様の手順で作製した。 (実施例8)前述の調製法8にて調製したリチウム−鉄
−コバルト酸化物を正極活物質に用いて、図2に示した
電池を実施例3と同様の手順で作製した。
Example 7 Using the titanium sulfide prepared by the above-mentioned preparation method 7 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. (Example 8) Using the lithium-iron-cobalt oxide prepared by the above-mentioned preparation method 8 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was produced in the same procedure as in Example 3.

【0119】(実施例9)前述の調製法9にて調製した
マグネシウム添加マンガン−バナジウム酸化物を正極活
物質に用いて、図2に示した電池を実施例3と同様の手
順で作製した。 (実施例10)前述の調製法10にて調製したリチウム
−銅−コバルト酸化物を正極活物質に用いて、図2に示
した電池を実施例3と同様の手順で作製した。
Example 9 Using the magnesium-added manganese-vanadium oxide prepared by the above-mentioned preparation method 9 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was produced in the same procedure as in Example 3. (Example 10) Using the lithium-copper-cobalt oxide prepared by the above-mentioned preparation method 10 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was produced in the same procedure as in Example 3.

【0120】(比較例1)前述の比較調製法1にて調製
した正極活物質を用いて、実施例同様に図2に示した概
略断面構造の電池を作製した。まず、乾燥アルゴンガス
雰囲気中で、リチウム金属箔は裏面側からチタンメッシ
ュ集電体200を圧着し、負極を作製した。
Comparative Example 1 Using the positive electrode active material prepared by the above-mentioned comparative preparation method 1, a battery having a schematic sectional structure shown in FIG. First, in a dry argon gas atmosphere, a titanium metal current collector 200 was pressure-bonded to the lithium metal foil from the back surface side to produce a negative electrode.

【0121】比較調製法1で調製したリチウム−マンガ
ン酸化物の正極活物質に、アセチレンブラック粉とテト
ラフルオロエチレンポリマー粉を混合して、チタンメッ
シュに加熱圧着成形して、正極203を形成した。以
下、実施例1と同様な手順でリチウム二次電池を作製し
た。 (比較例2)前述の比較調製法2にて調製した酸化バナ
ジウムを正極活物質を用いて、図2に示した電池を実施
例3と同様の手順で作製した。
A positive electrode 203 was formed by mixing acetylene black powder and tetrafluoroethylene polymer powder with the lithium-manganese oxide positive electrode active material prepared in Comparative Preparation Method 1, followed by thermocompression molding on a titanium mesh. Hereinafter, a lithium secondary battery was produced in the same procedure as in Example 1. (Comparative Example 2) Using the vanadium oxide prepared by the above-mentioned comparative preparation method 2 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG.

【0122】(比較例3)前述の比較調製法3にて調製
したリチウム−ニッケル酸化物を正極活物質に用いて、
図2に示した電池を実施例3と同様の手順で作製した。 (比較例4)前述の比較調製法4にて調製したリチウム
−ニッケル−コバルト酸化物を正極活物質に用いて、図
2に示した電池を実施例3と同様の手順で作製した。
Comparative Example 3 Using the lithium-nickel oxide prepared in Comparative Preparation Method 3 described above as the positive electrode active material,
The battery shown in FIG. 2 was manufactured in the same procedure as in Example 3. (Comparative Example 4) Using the lithium-nickel-cobalt oxide prepared by the above-mentioned comparative preparation method 4 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was produced in the same procedure as in Example 3.

【0123】(比較例5)前述の比較調製法5にて調製
したバナジウム−モリブデン酸化物を正極活物質に用い
て、図2に示した電池を実施例3と同様の手順で作製し
た。 (比較例6)前述の比較調製法6にて調製した硫化チタ
ンを正極活物質に用いて、図2に示した電池を実施例3
と同様の手順で作製した。
Comparative Example 5 Using the vanadium-molybdenum oxide prepared in Comparative Preparation Method 5 described above as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was prepared in the same procedure as in Example 3. (Comparative Example 6) Using the titanium sulfide prepared in Comparative Preparation Method 6 described above as the positive electrode active material, the battery shown in FIG.
It was made in the same procedure as.

【0124】(比較例7)前述の比較調製法7にて調製
したリチウム−鉄−コバルト酸化物を正極活物質に用い
て、図2に示した電池を実施例3と同様の手順で作製し
た。 (比較例8)前述の比較調製法8にて調製したマグネシ
ウム添加マンガン−バナジウム酸化物を正極活物質に用
いて、図2に示した電池を実施例3と同様の手順で作製
した。
Comparative Example 7 Using the lithium-iron-cobalt oxide prepared by the above-mentioned comparative preparation method 7 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was prepared in the same procedure as in Example 3. . (Comparative Example 8) Using the magnesium-added manganese-vanadium oxide prepared by the above-mentioned comparative preparation method 8 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was produced in the same procedure as in Example 3.

【0125】(比較例9)前述の比較調製法9にて調製
したリチウム−銅−コバルト酸化物を正極活物質に用い
て、図2に示した電池を実施例3と同様の手順で作製し
た。 [リチウム二次電池の性能評価]実施例および比較例で
作製したリチウム二次電池の性能評価を以下の条件で充
放電サイクル試験を行い、比較例の電池と比較例して性
能を評価した。
Comparative Example 9 Using the lithium-copper-cobalt oxide prepared by the above-mentioned comparative preparation method 9 as the positive electrode active material, the battery shown in FIG. 2 was prepared in the same procedure as in Example 3. . [Performance Evaluation of Lithium Secondary Battery] The lithium secondary batteries produced in Examples and Comparative Examples were subjected to a charge / discharge cycle test under the following conditions, and the performance was evaluated in comparison with the batteries of Comparative Examples.

【0126】サイクル試験の条件は、0.2C(容量/
時間の0.2倍の電流)の充放電、30分の休憩時間、
1.0Vのカットオフ電圧、とした。電池の充放電装置
には、北斗電工製HJ−101M6を使用した。なお、
充放電試験は、放電より開始し、電池容量は3回目の放
電量とし、サイクル寿命は電池容量の60%を切ったサ
イクル回数とした。
The condition of the cycle test is 0.2 C (capacity /
Charge / discharge of 0.2 times the time), break time of 30 minutes,
The cutoff voltage was 1.0 V. Hokuto Denko HJ-101M6 was used for the battery charging / discharging device. In addition,
The charge / discharge test was started from discharge, the battery capacity was the third discharge amount, and the cycle life was the number of cycles below 60% of the battery capacity.

【0127】本発明の方法で調製した正極活物質と比較
例調製法で調製した正極活物質を用いて作製したリチウ
ム電池、すなわち実施例と比較例の電池容量とサイクル
寿命に関する性能の評価結果を比較例の電池の性能を
1.0として表1にまとめて示した。以上、表1より実
施例1から10と比較例1から9の比較から、本発明を
用いることによって、電池の容量が増し、サイクル寿命
が伸びることがわかった。
The results of evaluation of the lithium battery prepared by using the positive electrode active material prepared by the method of the present invention and the positive electrode active material prepared by the comparative example preparation method, that is, the battery capacity and the cycle life performance of Examples and Comparative Examples are shown. The performance of the battery of the comparative example is shown in Table 1 as 1.0. As described above, from Table 1, comparison of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 9 revealed that the use of the present invention increases the capacity of the battery and extends the cycle life.

【0128】[0128]

【表1】 [Table 1]

【0129】[0129]

【発明の効果】本発明の調製方法で調製する結晶粒径の
小さな遷移金属と6A族元素との化合物を、本発明のリ
チウム二次電池の正極活物質に使用することによって、
高容量・高エネルギー密度のリチウム二次電池を作製す
ることが可能になる。同時に、充放電サイクル寿命も伸
ばすことができる。
By using the compound of a transition metal having a small crystal grain size and a Group 6A element prepared by the preparation method of the present invention as the positive electrode active material of the lithium secondary battery of the present invention,
It becomes possible to manufacture a lithium secondary battery with high capacity and high energy density. At the same time, the charge / discharge cycle life can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のリチウム二次電池の基本構成図であ
る。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a lithium secondary battery of the present invention.

【図2】本発明を応用した偏平型電池の概略断面図の一
例である。
FIG. 2 is an example of a schematic cross-sectional view of a flat battery to which the present invention is applied.

【図3】本発明を応用した円筒型電池の概略断面図の一
例である。
FIG. 3 is an example of a schematic sectional view of a cylindrical battery to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200,300 負極集電体、 101,201,301 負極活物質、 102 正極集電体、 103,203,303 正極活物質、 104 電解液、 105,205,305 負極端子、 106,206,306 正極端子、 107 セパレーター、 207,307 電解液とセパレーター、 108 電池ケース、 210,310 絶縁パッキング、 311 絶縁板。 100, 200, 300 negative electrode current collector, 101, 201, 301 negative electrode active material, 102 positive electrode current collector, 103, 203, 303 positive electrode active material, 104 electrolytic solution, 105, 205, 305 negative electrode terminal, 106, 206, 306 positive electrode terminal, 107 separator, 207, 307 electrolyte and separator, 108 battery case, 210, 310 insulating packing, 311 insulating plate.

Claims (45)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負極活物質、セパレーター、充放電によ
ってリチウムイオンの出入りが可能な正極活物質、イオ
ンの伝導体である電解質、集電電極と、電池ケースとか
ら少なくとも形成されたリチウム二次電池において、 該正極活物質の主構成物質が、結晶粒の大きさが500
オングストローム以下である一種類以上の遷移金属と6
A族元素との化合物であることを特徴とするリチウム二
次電池。
1. A lithium secondary battery comprising at least a negative electrode active material, a separator, a positive electrode active material capable of allowing lithium ions to move in and out by charging and discharging, an electrolyte that is a conductor of ions, a current collecting electrode, and a battery case. In, the main constituent material of the positive electrode active material has a crystal grain size of 500
One or more transition metals below Angstrom and 6
A lithium secondary battery, which is a compound with a Group A element.
【請求項2】 前記正極活物質の主構成物質が、非晶
質、微結晶、非晶質と微結晶の混在したもの、非晶質と
微結晶と多結晶の混在したものから選択される集合体で
あることを特徴とする請求項1記載のリチウム二次電
池。
2. The main constituent material of the positive electrode active material is selected from amorphous, microcrystalline, a mixture of amorphous and microcrystalline, and a mixture of amorphous, microcrystalline and polycrystalline. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lithium secondary battery is an assembly.
【請求項3】 前記正極活物質が、水素元素を含有する
ことを特徴とする請求項1または2記載のリチウム二次
電池。
3. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode active material contains a hydrogen element.
【請求項4】 正極活物質が、水酸基を有することを特
徴とする請求項3記載のリチウム二次電池。
4. The lithium secondary battery according to claim 3, wherein the positive electrode active material has a hydroxyl group.
【請求項5】 前記正極活物質が、リチウム,炭素,マ
グネシウム,ナトリウム,カリウム,窒素,アルミニウ
ム,カルシウム,バリウム,鉛,インジウム,ホウ素,
珪素,スズ,リン,砒素,アンチモン,ビスマス,フッ
素,塩素,から選択される一種類以上の元素を含有する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載
のリチウム二次電池。
5. The positive electrode active material is lithium, carbon, magnesium, sodium, potassium, nitrogen, aluminum, calcium, barium, lead, indium, boron,
The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 4, comprising one or more kinds of elements selected from silicon, tin, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth, fluorine and chlorine. .
【請求項6】 前記正極活物質の主構成元素の6A族元
素が、酸素であることを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか1項に記載のリチウム二次電池。
6. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the 6A group element of the main constituent elements of the positive electrode active material is oxygen.
【請求項7】 前記正極活物質の主構成元素の6A族元
素が、イオウであることを特徴とする請求項1乃至5の
いずれか1項に記載のリチウム二次電池。
7. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the 6A group element of the main constituent elements of the positive electrode active material is sulfur.
【請求項8】 正極活物質に電導体の被覆処理を施した
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載
のリチウム二次電池。
8. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode active material is coated with an electric conductor.
【請求項9】 核となる導電体粉を前記遷移金属と6A
族元素との化合物で被覆した正極活物質を用いることを
特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載リチウ
ム二次電池。
9. A conductive powder serving as a core is mixed with the transition metal and 6A.
The lithium secondary battery according to claim 1, wherein a positive electrode active material coated with a compound with a group element is used.
【請求項10】 正極活物質に、炭素材,樹脂材,金属
材,から選択される一種類以上の材料を混合して形成し
た正極を用いたことを特徴とする請求項1乃至8のいず
れか1項に記載のリチウム二次電池。
10. A positive electrode formed by mixing a positive electrode active material with one or more kinds of materials selected from a carbon material, a resin material, and a metal material. The lithium secondary battery according to Item 1.
【請求項11】 正極活物質に親油処理を施したことを
特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のリ
チウム二次電池。
11. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode active material is subjected to lipophilic treatment.
【請求項12】 正極活物質の親油処理が、有機金属化
合物による処理であることを特徴とする請求項11記載
のリチウム二次電池。
12. The lithium secondary battery according to claim 11, wherein the lipophilic treatment of the positive electrode active material is a treatment with an organometallic compound.
【請求項13】 樹脂材料に、フッ素樹脂,ポリエチレ
ン,ポリプロピレン,シリコーン樹脂から選択される一
種類以上の樹脂を用いたことを特徴とする請求項10に
記載のリチウム二次電池。
13. The lithium secondary battery according to claim 10, wherein one or more kinds of resins selected from fluororesins, polyethylene, polypropylene, and silicone resins are used as the resin material.
【請求項14】 樹脂材料が、液状または溶液状、ある
いは低融点の樹脂であることを特徴とする請求項13記
載のリチウム二次電池。
14. The lithium secondary battery according to claim 13, wherein the resin material is a liquid or a solution, or a resin having a low melting point.
【請求項15】 樹脂が、エーテル結合を有したフッ素
樹脂であることを特徴とする請求項14記載のリチウム
二次電池。
15. The lithium secondary battery according to claim 14, wherein the resin is a fluororesin having an ether bond.
【請求項16】 負極活物質が、リチウム金属,リチウ
ム合金,炭素,から選択される一種類以上の物質から少
なくとも構成されることを特徴とする請求項1記載のリ
チウム二次電池。
16. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material is composed of at least one kind of material selected from lithium metal, lithium alloy, and carbon.
【請求項17】 リチウム電池の負極活物質の表面が、
リチウムイオンを透過できる膜で被覆されたことを特徴
とする請求項1乃至リチウム二次電池。
17. The surface of a negative electrode active material of a lithium battery,
The lithium secondary battery according to claim 1, which is coated with a film that is permeable to lithium ions.
【請求項18】 電解質が、アルカリ金属化合物から少
なくとも構成されることを特徴とする請求項1記載のリ
チウム二次電池。
18. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the electrolyte is composed of at least an alkali metal compound.
【請求項19】 電解質が、固体状態,非水溶媒に溶解
した溶液状態,固液共存状態,から選択される状態であ
ること特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項記載
のリチウム二次電池。
19. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the electrolyte is in a state selected from a solid state, a solution state dissolved in a non-aqueous solvent, and a solid-liquid coexisting state. Next battery.
【請求項20】 リチウム二次電池の正極活物質の製造
方法において、溶液反応,気相反応,融解と急冷,から
選択される反応を利用して、結晶粒の大きさ500オン
グストローム以下の、遷移金属と6A族元素との化合物
を形成する工程を少なくとも有する正極活物質の製造方
法。
20. A method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery, which utilizes a reaction selected from a solution reaction, a gas phase reaction, melting and quenching, and a transition having a crystal grain size of 500 angstroms or less. A method for producing a positive electrode active material, which comprises at least a step of forming a compound of a metal and a 6A group element.
【請求項21】 遷移金属と6A族元素との化合物が、
非晶質,微結晶,非晶質と微結晶の混在したもの,非晶
質と微結晶と多結晶の混在したもの,から選択される集
合体である請求項20記載の正極活物質の製造方法。
21. A compound of a transition metal and a Group 6A element,
21. The positive electrode active material according to claim 20, which is an aggregate selected from amorphous, microcrystalline, a mixture of amorphous and microcrystalline, and a mixture of amorphous, microcrystalline and polycrystalline. Method.
【請求項22】 遷移金属と6A族元素の化合物の遷移
金属元素の原料として、遷移金属自体,遷移金属の塩,
遷移金属の有機金属化合物,遷移金属水酸化物,遷移金
属の水素化物,遷移金属のカルボニル化合物,遷移金属
酸化物,から選択される一種類以上の材料を使用する、
遷移金属と6A族元素との化合物から成ることを特徴と
する請求項20または21記載の正極活物質の製造方
法。
22. A transition metal itself, a salt of a transition metal, as a raw material of a transition metal element of a compound of a transition metal and a Group 6A element,
Use one or more materials selected from organometallic compounds of transition metals, transition metal hydroxides, hydrides of transition metals, carbonyl compounds of transition metals, transition metal oxides,
22. The method for producing a positive electrode active material according to claim 20, comprising a compound of a transition metal and a Group 6A element.
【請求項23】 遷移金属と6A族元素の化合物の遷移
金属6A族元素の原料として、6A族元素自体,水,ア
ルコール,水酸化物,水素化物,ハロゲン化物,から選
択される一種類以上の材料を使用する、遷移金属と6A
族元素との化合物から成ることを特徴とする請求項20
乃至22のいずれか1項記載の正極活物質の製造方法。
23. One or more kinds of materials selected from the group 6A element itself, water, alcohols, hydroxides, hydrides and halides as the raw material of the group 6A transition metal compound of the compound of the group 6A element of the transition metal. Material used, transition metal and 6A
21. It is composed of a compound with a group element.
23. The method for producing a positive electrode active material according to any one of items 22 to 22.
【請求項24】 6A族元素が酸素であることを特徴と
する請求項20乃至23のいずれか1項に記載の正極活
物質の製造方法。
24. The method for producing a positive electrode active material according to claim 20, wherein the Group 6A element is oxygen.
【請求項25】 6A族元素がイオウであることを特徴
とする請求項20乃至23のいずれか1項に記載の正極
活物質の製造方法。
25. The method for producing a positive electrode active material according to claim 20, wherein the 6A group element is sulfur.
【請求項26】 遷移金属と6A族元素との化合物を形
成する工程において、水素を反応させる工程を含有する
ことを特徴とする請求項20乃至25のいずれか1項に
記載の正極活物質の製造方法。
26. The positive electrode active material according to claim 20, further comprising a step of reacting hydrogen in the step of forming a compound of a transition metal and a 6A group element. Production method.
【請求項27】 正極活物質の製造方法における溶液反
応が、遷移金属の塩とアルカリとの反応,有機遷移金属
化合物の加水分解反応,遷移金属とアルカリとの反応,
から選択される一種類以上の反応を用いて遷移金属の水
酸化物を形成する工程を少なくとも有する、遷移金属と
6A族元素との化合物から成ることを特徴とする請求項
20記載の正極活物質の製造方法。
27. The solution reaction in the method for producing a positive electrode active material includes the reaction between a salt of a transition metal and an alkali, the hydrolysis reaction of an organic transition metal compound, the reaction between a transition metal and an alkali,
21. The positive electrode active material according to claim 20, comprising a compound of a transition metal and a Group 6A element, which has at least a step of forming a hydroxide of a transition metal using one or more kinds of reactions selected from Manufacturing method.
【請求項28】 正極活物質の製造方法における気相反
応が、気相中で、ガス状にした遷移金属塩や有機遷移金
属化合物,または遷移金属金属蒸気と、6A族元素また
は6A族元素化合物とを気相中で反応させて、あるいは
ガス状にした6A族元素を含有する遷移金属塩や有機遷
移金属化合物を気相中で分解して、遷移金属と6A族元
素との化合物を調製する工程を少なくとも有することを
特徴とする請求項20記載の正極活物質の製造方法。
28. The gas phase reaction in the method for producing a positive electrode active material comprises a transition metal salt or an organic transition metal compound or a transition metal metal vapor in a gas phase, and a 6A group element or a 6A group element compound. To react with each other in the gas phase or to decompose a gasified transition metal salt or organic transition metal compound containing the group 6A element in the gas phase to prepare a compound of the transition metal and the group 6A element. 21. The method for producing a positive electrode active material according to claim 20, further comprising at least a step.
【請求項29】 正極活物質の製造方法における融解急
冷反応が、遷移金属,遷移金属化合物から選択される一
種類以上の材料を溶融させ、6A族元素,6A族元素化
合物から選択される一種類以上の材料と反応させた後、
急冷する工程を少なくとも有する、遷移金属と6A族元
素との化合物から成ることを特徴とする請求項20記載
の正極活物質の製造方法。
29. The melting and quenching reaction in the method for producing a positive electrode active material melts one or more kinds of materials selected from transition metals and transition metal compounds, and one kind selected from 6A group elements and 6A group element compounds. After reacting with the above materials,
21. The method for producing a positive electrode active material according to claim 20, comprising a compound of a transition metal and a Group 6A element, which has at least a quenching step.
【請求項30】 正極活物質の製造において、超音波振
動を与える工程を少なくとも有する、遷移金属と6A族
元素との化合物から成ることを特徴とする請求項20乃
至29のいずれか1項に記載の正極活物質の製造方法。
30. The method for producing a positive electrode active material according to claim 20, wherein the positive electrode active material comprises a compound of a transition metal and a Group 6A element, which has at least a step of applying ultrasonic vibration. 1. A method for producing a positive electrode active material.
【請求項31】 遷移金属の塩が、硝酸塩,炭酸塩,硫
酸塩,ハロゲン化物,リン酸塩,ホウ酸塩,有機酸塩,
アンモニウム塩,から選択される一種類以上の塩である
ことを特徴とする請求項22記載の正極活物質製造方
法。
31. The transition metal salt is a nitrate, a carbonate, a sulfate, a halide, a phosphate, a borate, an organic acid salt,
23. The method for producing a positive electrode active material according to claim 22, wherein the positive electrode active material is one or more kinds of salts selected from ammonium salts.
【請求項32】 有機遷移金属化合物が、金属アルコキ
シド,アセチルアセトナート,オクチル酸塩,ナフテン
酸塩,から選択される一種類以上の塩であることを特徴
とする請求項22記載の正極活物質の製造方法。
32. The positive electrode active material according to claim 22, wherein the organic transition metal compound is one or more kinds of salts selected from metal alkoxides, acetylacetonates, octylates, and naphthenates. Manufacturing method.
【請求項33】 有機遷移金属化合物の加水分解反応に
おいて、酸、あるいはアルカリ、あるいは酸とアルカリ
を添加することを特徴とする請求項27記載の正極活物
質の製造方法。
33. The method for producing a positive electrode active material according to claim 27, wherein an acid, an alkali, or an acid and an alkali are added in the hydrolysis reaction of the organic transition metal compound.
【請求項34】 脱水反応の工程を含むことを特徴とす
る請求項27記載の正極活物質の製造方法。
34. The method for producing a positive electrode active material according to claim 27, further comprising a dehydration reaction step.
【請求項35】 硫化水素を反応させる工程を含むこと
を特徴とする請求項27記載の正極活物質の製造方法。
35. The method for producing a positive electrode active material according to claim 27, comprising a step of reacting hydrogen sulfide.
【請求項36】 固体状の遷移金属塩や有機遷移金属化
合物を、加熱して蒸気にするか、加熱して液体にした後
にキャリアーガスをバブリングして反応容器中に導入す
るか、あるいは溶媒中に溶解させた溶液をキャリアーガ
スをバブリングして反応容器中に導入して、気相反応を
起こすことを特徴とする請求項28記載の正極活物質の
製造方法。
36. A solid transition metal salt or organic transition metal compound is heated to vapor, or heated to a liquid, and then a carrier gas is bubbled and introduced into a reaction vessel, or in a solvent. 29. The method for producing a positive electrode active material according to claim 28, wherein the solution dissolved in is bubbled with a carrier gas and introduced into a reaction vessel to cause a gas phase reaction.
【請求項37】 液状の遷移金属塩や有機遷移金属化合
物を、加熱して蒸気にするか、あるいはキャリアーガス
をバブリングして反応容器中に導入して、気相反応を起
こすことを特徴とする請求項28記載の正極活物質の製
造方法。
37. A liquid phase transition metal salt or organic transition metal compound is heated to form vapor, or a carrier gas is bubbled into the reaction vessel to cause a gas phase reaction. The method for producing a positive electrode active material according to claim 28.
【請求項38】 急冷速度が毎秒101 〜108 Kであ
ることを特徴とする請求項29記載の正極活物質の製造
方法。
38. The method for producing a positive electrode active material according to claim 29, wherein the quenching rate is 10 1 to 10 8 K per second.
【請求項39】 リチウム,炭素,マグネシウム,ナト
リウム,カリウム,窒素,アルミニウム,カルシウム,
バリウム,鉛,インジウム,ホウ素,珪素,スズ,リ
ン,砒素,アンチモン,ビスマス,フッ素,塩素,から
選択される一種類以上の元素を添加する工程を少なくと
も有する、遷移金属と6A族元素との化合物から成るこ
とを特徴とする請求項20乃至38のいずれか1項に記
載の正極活物質の製造方法。
39. Lithium, carbon, magnesium, sodium, potassium, nitrogen, aluminum, calcium,
A compound of a transition metal and a Group 6A element having at least a step of adding one or more elements selected from barium, lead, indium, boron, silicon, tin, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth, fluorine and chlorine. The method for producing a positive electrode active material according to any one of claims 20 to 38, which comprises:
【請求項40】 正極活物質の添加元素の原料として、
添加元素自体,添加元素の塩,添加元素の有機化合物,
添加元素の水酸化物,添加元素の水素化物,から選択さ
れる一種類以上の材料を使用することを特徴とする請求
項39記載の正極活物質の製造方法。
40. As a raw material for the additive element of the positive electrode active material,
Added element itself, salt of added element, organic compound of added element,
The method for producing a positive electrode active material according to claim 39, wherein one or more kinds of materials selected from hydroxides of additional elements and hydrides of additional elements are used.
【請求項41】 遷移金属と6A族元素との化合物の核
にする導電体粉を混合する工程を含むことを特徴とする
請求項20乃至40のいずれか1項に記載の正極活物質
の製造方法。
41. The method for producing a positive electrode active material according to claim 20, further comprising a step of mixing a conductor powder which serves as a nucleus of a compound of a transition metal and a 6A group element. Method.
【請求項42】 遷移金属と6A族元素との化合物を調
製した後に、導電体で被覆する工程を含むことを特徴と
する請求項20乃至40のいずれか1項に記載の正極活
物質の製造方法。
42. The method for producing a positive electrode active material according to claim 20, further comprising a step of preparing a compound of a transition metal and a 6A group element and coating the compound with a conductor. Method.
【請求項43】 請求項20乃至42のいずれかい項に
記載の製造方法で調製した正極活物質に、フッ素樹脂,
ポリエチレン,ポリプロピレン,シリコーン樹脂から選
択される一種類以上の樹脂を少なくとも混合して形成す
る正極の製造方法。
43. A positive electrode active material prepared by the method according to any one of claims 20 to 42, comprising a fluororesin,
A method for producing a positive electrode, which is formed by mixing at least one resin selected from polyethylene, polypropylene, and silicone resins.
【請求項44】 樹脂材料が、液状または溶液状、ある
いは低融点の樹脂であることを特徴とする請求項43記
載の正極の製造方法。
44. The method for producing a positive electrode according to claim 43, wherein the resin material is a liquid or a solution, or a resin having a low melting point.
【請求項45】 樹脂材料が、エーテル結合を有したフ
ッ素樹脂であることを特徴とする請求項43記載の正極
の製造方法。
45. The method for producing a positive electrode according to claim 43, wherein the resin material is a fluororesin having an ether bond.
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