JPH065286A - Manufacture of positive electrode material for lithium battery - Google Patents

Manufacture of positive electrode material for lithium battery

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JPH065286A
JPH065286A JP4181533A JP18153392A JPH065286A JP H065286 A JPH065286 A JP H065286A JP 4181533 A JP4181533 A JP 4181533A JP 18153392 A JP18153392 A JP 18153392A JP H065286 A JPH065286 A JP H065286A
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JP
Japan
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positive electrode
electrode material
ball mill
pulverizing
particle size
Prior art date
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JP4181533A
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Japanese (ja)
Inventor
Naohiko Oki
尚彦 沖
Atsushi Demachi
敦 出町
Minoru Noguchi
実 野口
Kenji Sato
健児 佐藤
Koichi Miyashita
公一 宮下
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a large initial capacity and enhance charge/discharge cycle stability by pulverizing positive electrode active material composed mainly of a vanadium pentoxide in a planetary ball mill, then pulverizing it in a jet mill, and pulverizing it again in the planetaty ball mill. CONSTITUTION:Positive electrode active material composed mainly of a vanadium pentoxide is pulverized first in a planetaty ball mill, next in a jet mill, and again in the planetaty ball mill. Positive electrode material having a particle diameter of a submicron degree can be for the first time obtained by the three steps of pulverizing. In the positive electrode material thus obtained and having a small average particle diameter, a surface area is increased to increase an apparent diffusion coefficient of Li ion and an initial discharge capacity per weight. In this method, a positive electrode of high performance can be provided.

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、リチウム電池に用いら
れる正極材料の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a positive electrode material used in a lithium battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム電池の正極材料として、従来よ
り種々の硫化物、酸化物が知られている。さらにまた、
複合酸化物、非晶質化といった技術も提案されている。
例えば、五酸化バナジウムに五酸化リンを加え、焼成し
たのち急冷して作製した固溶体からなる正極活物質(特
開昭59−134561号公報参照)、五酸化バナジウ
ムに対し、30モル%以下の五酸化リンを加えた混合物
を溶融急冷法で調製して得られる非晶質(アモルファ
ス)の粉末成形体からなる正極体(特開平2−3386
8号公報、同2−68868号公報参照)などが提案さ
れている。
2. Description of the Related Art Various sulfides and oxides have been conventionally known as positive electrode materials for lithium batteries. Furthermore,
Techniques such as complex oxides and amorphization have also been proposed.
For example, a positive electrode active material made of a solid solution prepared by adding phosphorus pentoxide to vanadium pentoxide, firing it, and then rapidly cooling it (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-134561), which is 30 mol% or less of vanadium pentoxide. A positive electrode body composed of an amorphous powder compact obtained by preparing a mixture to which phosphorus oxide is added by a melt quenching method (JP-A-2-3386).
No. 8 and No. 2-68868) are proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これらの正極活物質を
用いて正極材料を作製するに際し、粗粉末を微粉化する
必要があり、通常は、ボールミルやジェットミルを用
い、湿式あるいは乾式粉砕が行われている。しかしなが
ら、湿式粉砕の場合、用いる溶剤は、一般的に水もしく
はアルコール類であるが、水はアモルファスV2 5
可溶であり、またアルコール類はアモルファスV2 5
と反応して初期容量が低下する傾向にある。一方、乾式
粉砕では、このような問題はないものの、従来の粉砕方
法では粉砕の限界はミクロンオーダーである。電池用電
極としてはサブミクロンオーダーまで粉砕することによ
り、さらに利用率が向上できるため、現状では粉砕が不
充分である。このように、これらの正極材料を用いて
も、初期容量が不充分であったり、あるいは充放電を繰
り返すと容量が低下してしまうという問題を解決するこ
とができず、初期放電容量が大きく、サイクル安定性の
よい正極材料が得られていない。本発明は、このような
従来技術の課題を背景になされたもので、正極材料とし
て重量当たりの初期放電容量が大きく、また充放電サイ
クル安定性のよい、五酸化バナジウム系のリチウム電池
用正極材料を提供することを目的とする。
When producing a positive electrode material using these positive electrode active materials, it is necessary to make coarse powder into fine powder. Usually, wet milling or dry milling is performed using a ball mill or jet mill. It is being appreciated. However, in the case of wet grinding, the solvent used is a common water or alcohols, water soluble amorphous V 2 O 5, also alcohols amorphous V 2 O 5
The initial capacity tends to decrease in reaction with. On the other hand, dry pulverization does not have such a problem, but the pulverization limit of the conventional pulverization method is on the order of microns. As the battery electrode, the utilization rate can be further improved by pulverizing to the submicron order, so that pulverization is not sufficient at present. As described above, even when these positive electrode materials are used, the problem that the initial capacity is insufficient or the capacity decreases when charging and discharging are repeated cannot be solved, and the initial discharge capacity is large, A positive electrode material with good cycle stability has not been obtained. The present invention has been made against the background of such problems of the prior art, and has a large initial discharge capacity per weight as a positive electrode material and good charge / discharge cycle stability, and is a vanadium pentoxide-based positive electrode material for lithium batteries. The purpose is to provide.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、五酸化バナジ
ウムを主成分とする正極活物質を、遊星ボールミルで粉
砕したのち、ジェットミルで粉砕し、その後再度遊星ボ
ールミルで粉砕することを特徴とするリチウム電池用正
極材料の製造方法を提供するものである。
The present invention is characterized in that a positive electrode active material containing vanadium pentoxide as a main component is pulverized by a planetary ball mill, pulverized by a jet mill, and then pulverized again by a planetary ball mill. A method for producing a positive electrode material for a lithium battery is provided.

【0005】本発明において用いることのできる正極活
物質としては、五酸化バナジウムを主成分とし、これに
マンガン、コバルト、クロム、モリブデン、タングステ
ン、五酸化リン、酸化カルシウムなどの単独または複合
化した金属酸化物あるいは硫化物を混合してなるもので
ある。なお、正極活物質中の五酸化バナジウムの含有量
は、通常、64モル%以上、好ましくは65〜80モル
%程度である。また、本発明において用いられる好適な
正極活物質の組成の具体例としては、例えば特願平3−
74188号明細書において詳述されている。
The positive electrode active material that can be used in the present invention contains vanadium pentoxide as a main component, and a metal such as manganese, cobalt, chromium, molybdenum, tungsten, phosphorus pentoxide or calcium oxide, which is used alone or in combination. It is a mixture of oxides or sulfides. The content of vanadium pentoxide in the positive electrode active material is usually 64 mol% or more, preferably about 65 to 80 mol%. Specific examples of the composition of the positive electrode active material suitable for use in the present invention include, for example, Japanese Patent Application No.
74188.

【0006】この正極活物質は、例えばまず五酸化バナ
ジウムに、酸化コバルト、五酸化リン、MO(ただし、
Mはアルカリ土類金属元素を示す)などを混合してこれ
を500〜800℃、好ましくは560〜740℃で溶
融したのち、水中に投下するか、あるいは金属板でプレ
スすることによってアモルファスV2 5 として得られ
る。溶融に際しては、200〜500℃で30分〜6時
間保持し、さらに560〜740℃で5分〜1時間保持
することが好ましい。
This positive electrode active material is, for example, vanadium pentoxide, cobalt oxide, phosphorus pentoxide, and MO (however,
(M represents an alkaline earth metal element) and the like are mixed and melted at 500 to 800 ° C., preferably 560 to 740 ° C., and then dropped into water or pressed with a metal plate to form an amorphous V 2 Obtained as O 5 . Upon melting, it is preferable to hold at 200 to 500 ° C. for 30 minutes to 6 hours, and further to hold at 560 to 740 ° C. for 5 minutes to 1 hour.

【0007】このようにして得られた固溶体は、非晶質
(アモルファス)である。通常、非晶質体を得るために
は、急冷することが必要で、一般的には銅製の室温下の
双ローラーを用い、106 ℃/秒程度で急冷させる。本
発明においては、V2 5 を主成分とする正極活物質を
溶融混合し、これを急冷速度が小さい水中投下(急冷速
度102 〜103 ℃/秒)や金属板プレス法(急冷速度
10〜104 ℃/秒)によって非晶質体を得ることがで
きる。従って、大掛かりな急冷装置を必要とせず、簡便
に非晶質体を得ることができる。また、得られた非晶質
の固溶体は、非常に安定であり、この非晶質の固溶体を
機械的に粉砕し、優れた正極材料を得ることができる。
The solid solution thus obtained is amorphous. Usually, rapid cooling is necessary to obtain an amorphous body, and generally, a twin roller made of copper at room temperature is used and rapidly cooled at about 10 6 ° C / sec. In the present invention, a positive electrode active material containing V 2 O 5 as a main component is melt-mixed, and the mixture is dropped into water (quenching rate 10 2 to 10 3 ° C / sec) with a small quenching rate or a metal plate pressing method (quenching rate). An amorphous body can be obtained by 10 to 10 4 ° C / sec. Therefore, an amorphous body can be easily obtained without requiring a large-scale quenching device. Further, the obtained amorphous solid solution is very stable, and the amorphous solid solution can be mechanically pulverized to obtain an excellent positive electrode material.

【0008】本発明では、このようにして得られる正極
活物質を、まず遊星ボールミルで粉砕する。この粉砕に
おいて正極活物質は、サブミクロン領域への粉砕も進む
が、粒径分布は制御できず、通常、0.1〜70μm程
度の範囲となる。この粗粉砕では、平均粒径を10μm
以下とするのが適当である。遊星ボールミルで粉砕する
条件は、粉砕エネルギーで1〜20G、好ましくは5〜
15Gで5〜120分程度がよい。
In the present invention, the positive electrode active material thus obtained is first pulverized by a planetary ball mill. In this pulverization, the positive electrode active material is also pulverized into the submicron region, but the particle size distribution cannot be controlled and is usually in the range of about 0.1 to 70 μm. In this coarse grinding, the average particle size is 10 μm.
The following is appropriate. The conditions for grinding with a planetary ball mill are 1 to 20 G, preferably 5 to 5 G with grinding energy.
15G is good for about 5 to 120 minutes.

【0009】次いで、本発明では、このようにして粗粉
砕された正極活物質を、ジェットミルで粉砕し、平均粒
径を約2.0μmにまで落とす。ジェットミルの粉砕
は、数10μmの粉砕に効果的であり、粒度分布曲線の
立ち上がりはシャープである。この粉砕により、最大粒
径10μm以下にすることができ、ミクロンオーダーに
まで粉砕される。しかしながら、平均粒径は2.0μm
であり、サブミクロン領域の粉砕は進まないので、再
度、遊星ボールミルで粉砕し、サブミクロン領域への粉
砕を行い、平均粒径をさらに小さくするのである。この
ようにして得られる正極材料の平均粒径は、通常、1.
8μm以下、好ましくは1.5μm以下、さらに好まし
くは0.5〜1.3μmである。ジェットミルで粉砕す
る条件は、例えばシングルトラックジェットミルFS−
4〔セイシン企業(株)製〕を用いて、0.5〜3.0
kg/時間の処理量で粉砕する。また、再度行う遊星ボ
ールミルでの粉砕の条件は第一段階の粉砕と同様でよ
い。粉砕はすべて乾式で行うのが好ましい。なお、ジェ
ットミルで粉砕するかわりに、分級により粒径の大きい
領域を取り除いてもよい。
Next, in the present invention, the thus roughly crushed positive electrode active material is crushed by a jet mill to reduce the average particle size to about 2.0 μm. Milling with a jet mill is effective for milling several tens of μm, and the particle size distribution curve rises sharply. By this pulverization, the maximum particle size can be reduced to 10 μm or less, and the particles are pulverized to the micron order. However, the average particle size is 2.0 μm
Since the pulverization in the submicron region does not proceed, the planetary ball mill is pulverized again to pulverize in the submicron region to further reduce the average particle size. The average particle size of the positive electrode material thus obtained is usually 1.
It is 8 μm or less, preferably 1.5 μm or less, and more preferably 0.5 to 1.3 μm. The conditions for crushing with a jet mill are, for example, single track jet mill FS-
4 [manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.], 0.5 to 3.0
Grind at a throughput of kg / hour. Moreover, the conditions of the pulverization in the planetary ball mill to be performed again may be the same as those in the first stage pulverization. It is preferable to carry out all pulverization by a dry method. Instead of crushing with a jet mill, a region having a large particle size may be removed by classification.

【0010】このような本発明の製造方法で得られる正
極材料は、平均粒径がサブミクロン領域であり従来のも
のに比べて小さく、比表面積が増大するので、見かけの
Liイオン拡散係数が増加するため、重量当たりの初期
放電容量が増加する。このようにして得られる正極材料
を用いることにより、高性能の正極を作ることができ
る。この場合、これらの微粉化された正極材料に対し、
アセチレンブラックなどの導電剤やフッ素樹脂粉末など
の結着剤などを添加混合し、ロールで圧延し、乾燥する
などの方法により正極を作製することができる。なお、
導電剤の混合量は、正極材料100重量部に対し5〜5
0重量部、特に7〜10重量部とすることができ、本発
明にあってはその正極材料の導電性が良好であるため、
導電剤使用量を少なくすることができる。また、結着剤
の配合量は前記正極材料100重量部に対して5〜10
重量部とすることが好ましい。
The positive electrode material obtained by the production method of the present invention as described above has an average particle size in the submicron region and is smaller than the conventional one, and has a larger specific surface area, so that the apparent Li ion diffusion coefficient is increased. Therefore, the initial discharge capacity per weight increases. By using the positive electrode material thus obtained, a high performance positive electrode can be produced. In this case, for these finely divided positive electrode materials,
A positive electrode can be produced by a method of adding and mixing a conductive agent such as acetylene black and a binder such as fluororesin powder, rolling with a roll, and drying. In addition,
The amount of the conductive agent mixed is 5 to 5 with respect to 100 parts by weight of the positive electrode material.
It can be 0 parts by weight, particularly 7 to 10 parts by weight, and in the present invention, the positive electrode material has good conductivity,
The amount of conductive agent used can be reduced. The amount of the binder compounded is 5 to 10 with respect to 100 parts by weight of the positive electrode material.
It is preferable to use parts by weight.

【0011】なお、本発明の正極材料を用いた電池に使
用する非水系の電解質としては、正極材料および負極材
料に対して化学的に安定であり、かつリチウムイオンが
正極活物質と電気化学反応をするために移動できる非水
物質であればどのようなものでも使用でき、特にカチオ
ンとアニオンとの組み合わせによりなる化合物であっ
て、カチオンとしてはLi+ 、またアニオンの例として
はPF6 - 、AsF6 -、SbF6 - のようなVa族元
素のハロゲン族元素のハロゲン化物アニオン、I- (I
3 - )、Br -、Cl- のようなハロゲンアニオン、C
lO4 - のような過塩素酸アニオン、HF2 - 、CF3
SO 3 - 、SCN -などのアニオンを有する化合物など
を挙げることができるが、必ずしもこれらのアニオンに
限定されるものではない。このようなカチオン、アニオ
ンをもつ電解質の具体例としては、LiPF6 、LiA
sF6 、LiSbF6 、LiBF4 、LiClO4 、L
iI、LiBr、LiCl、LiAlCl4 、LiHF
2 、LiSCN、LiSO3CF3 などが挙げられる。
これらのうちでは、特にLiPF6 、LiAsF6 、L
iBF4 、LiClO4 、LiSbF6 、LiSO3
3 が好ましい。
The non-aqueous electrolyte used in the battery using the positive electrode material of the present invention is chemically stable with respect to the positive electrode material and the negative electrode material, and lithium ions are electrochemically reacted with the positive electrode active material. even mentioned any non-aqueous material can be moved to the available, in particular compounds comprising a combination of a cation and an anion, PF 6 examples of Li +, also anion as cation -, Halide anions of halogen elements of Va group elements such as AsF 6 and SbF 6 , I (I
3 -), Br -, Cl - halogen anion, such as, C
perchlorate anion such as 10 4 , HF 2 , CF 3
SO 3 -, SCN - and the like can be mentioned compounds having an anion such as, but not necessarily limited to these anions. Specific examples of the electrolyte having such cations and anions include LiPF 6 and LiA
sF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , L
iI, LiBr, LiCl, LiAlCl 4 , LiHF
2 , LiSCN, LiSO 3 CF 3 and the like.
Of these, LiPF 6 , LiAsF 6 , L
iBF 4 , LiClO 4 , LiSbF 6 , LiSO 3 C
F 3 is preferred.

【0012】なお、この非水電解質は、通常、溶媒によ
り溶解された状態で使用され、この場合、溶媒は特に限
定されないが、比較的極性の大きい溶媒が良好に用いら
れる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネート、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラ
ヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、ジメトキシ
エタン、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどの
グライム類、γ−ブチロラクトンなどのラクトン類、ト
リエチルホスフェートなどのリン酸エステル類、ホウ酸
トリエチルなどのホウ酸エステル類、スルホラン、ジメ
チルスルホキシドなどの硫黄化合物、アセトニトリルな
どのニトリル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミドなどのアミド類、硫酸ジメチル、ニトロメタ
ン、ニトロベンゼン、ジクロロエタンなどの1種または
2種以上の混合物を挙げることができる。これらのうち
では、特にエチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、ブチレンカーボネート、テトラヒドロフラン、2
−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオ
キソランおよびγ−ブチロラクトンから選ばれた1種ま
たは2種以上の混合溶媒が好適である。
The nonaqueous electrolyte is usually used in a state of being dissolved in a solvent. In this case, the solvent is not particularly limited, but a solvent having a relatively large polarity is preferably used. Specifically, propylene carbonate, ethylene carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, dimethoxyethane, glymes such as diethylene glycol dimethyl ether, lactones such as γ-butyrolactone, phosphate esters such as triethyl phosphate, boro. One or more of boric acid esters such as acid triethyl, sulfur compounds such as sulfolane and dimethyl sulfoxide, nitriles such as acetonitrile, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, dimethyl sulfate, nitromethane, nitrobenzene and dichloroethane. Can be mentioned. Of these, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, tetrahydrofuran, 2
One or a mixture of two or more selected from -methyltetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxolane and γ-butyrolactone is suitable.

【0013】さらに、この非水電解質としては、上記非
水電解質を例えばポリエチレンオキサイド、ポリプロピ
レンオキサイド、ポリエチレンオキサイドのイソシアネ
ート架橋体、エチレンオキサイドオリゴマーを側鎖に持
つホスファゼンポリマーなどの重合体に含浸させた有機
固体電解質、Li3 N、LiBCl4 などの無機イオン
誘導体、Li4 SiO4 、Li3 BO3 などのリチウム
ガラスなどの無機固体電解質を用いることもできる。
Further, as the non-aqueous electrolyte, the above non-aqueous electrolyte is impregnated with a polymer such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, a cross-linked isocyanate of polyethylene oxide, or a polymer such as a phosphazene polymer having an ethylene oxide oligomer in a side chain. It is also possible to use a solid electrolyte, an inorganic ion derivative such as Li 3 N or LiBCl 4 , or an inorganic solid electrolyte such as lithium glass such as Li 4 SiO 4 or Li 3 BO 3 .

【0014】本発明の正極材料を使用したリチウム二次
電池を図面を参照してさらに詳細に説明する。すなわ
ち、本発明の正極材料を使用したリチウム二次電池は、
図1に示すように開口部10aが負極蓋板20で密封さ
れたボタン形の正極ケース10内を微細孔を有するセパ
レータ30で区画し、区画された正極側空間内に正極集
電体40を正極ケース10側に配置した正極50が収納
される一方、負極側空間内に負極集電体60を負極蓋板
20側に配置した負極70が収納されたものである。前
記負極70に使用される負極材料としては、例えばリチ
ウムまたはリチウムを吸蔵、放出可能なリチウム合金や
炭素が用いられる。この場合、リチウム合金としては、
リチウムを含むIIa、IIb、III a、IVa、Va族の金
属またはその2種以上の合金が使用可能であるが、特に
リチウムを含むAl、In、Sn、Pb、Bi、Cd、
Znまたはこれらの2種以上の合金が好ましい。前記セ
パレータ30としては、多孔質で電解液を通したり含ん
だりすることのできる、例えばポリテトラフルオロエチ
レン、ポリプロピレンやポリエチレンなどの合成樹脂製
の不織布、織布および編布などを使用することができ
る。なお、符号80は、正極ケース10の内周面に周設
されて負極蓋板20を絶縁支持するポリエチレン製の絶
縁パッキンである。
A lithium secondary battery using the positive electrode material of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. That is, the lithium secondary battery using the positive electrode material of the present invention,
As shown in FIG. 1, a button-shaped positive electrode case 10 having an opening 10a sealed with a negative electrode cover plate 20 is partitioned by a separator 30 having fine holes, and a positive electrode current collector 40 is provided in the partitioned positive electrode side space. While the positive electrode 50 arranged on the positive electrode case 10 side is stored, the negative electrode 70 in which the negative electrode current collector 60 is arranged on the negative electrode cover plate 20 side is stored in the negative electrode side space. As the negative electrode material used for the negative electrode 70, for example, lithium or a lithium alloy or carbon capable of inserting and extracting lithium is used. In this case, as a lithium alloy,
A group IIa, IIb, IIIa, IVa, Va group metal containing lithium or an alloy of two or more thereof can be used, and particularly Al, In, Sn, Pb, Bi, Cd containing lithium,
Zn or alloys of two or more of these are preferred. As the separator 30, for example, a non-woven fabric, a woven fabric or a knitted fabric made of a synthetic resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene or polyethylene, which is porous and capable of passing or containing an electrolytic solution, can be used. . Reference numeral 80 denotes a polyethylene insulating packing that is provided around the inner peripheral surface of the positive electrode case 10 to insulate and support the negative electrode cover plate 20.

【0015】[0015]

【作用】本発明においては、粉砕をまず遊星ボールミル
で行う。この粉砕は、バルクから可能であり、粉砕はサ
ブミクロン領域まで進むものの、粒度分布が制御でき
ず、0.1〜70μmの範囲となる。そこで、数10μ
mの粉砕に効果的で、粒度分布の立ち上がりがシャープ
となるジェットミルで粉砕して、最大粒径を50μm以
下、平均粒径を約5.0μmとする。しかしながら、ジ
ェットミルではサブミクロン領域までは粉砕が進まない
ので、再度遊星ボールミルで粉砕するのである。このよ
うにして、各粉砕方法の特徴を生かしながら3段階で粉
砕することによって初めてサブミクロンオーダーの粒径
の正極材料を得ることができる。このようにして得られ
た平均粒径の小さい正極材料は、表面積が増大するため
見かけのLiイオンの拡散係数が増加し、重量あたりの
初期放電容量が増加する。
In the present invention, crushing is first carried out by a planetary ball mill. This pulverization can be performed from the bulk, and although the pulverization proceeds to the submicron region, the particle size distribution cannot be controlled and is in the range of 0.1 to 70 μm. Therefore, several tens of μ
It is effective for pulverizing m and has a maximum grain size of 50 μm or less and an average grain size of about 5.0 μm by pulverizing with a jet mill having a sharp rise in particle size distribution. However, since the crushing does not proceed to the submicron range in the jet mill, it is crushed again in the planetary ball mill. In this way, the positive electrode material having a particle size of submicron order can be obtained only by pulverizing in three steps while making the most of the features of each pulverizing method. The thus obtained positive electrode material having a small average particle size has an increased surface area, so that the apparent diffusion coefficient of Li ions increases and the initial discharge capacity per weight increases.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
は必ずしもこの実施例に限定されない。 実施例1 モル比で、V2 5 :P2 5 :CaO=84:8:8
になるように、それぞれの化合物を秤量し、乳鉢で混合
した。その後、電気炉中で740℃で10分保持してV
2 5 −P2 5 −CaOの溶融塩を得た。これを室温
にて銅板に挟むことにより、アモルファスV2 5 を得
た。これを遊星式ボールミル(FRITSCH製P─
5、メノウ製500ml容器、メノウ製粉砕ボール20
φ、100g、10φ、200g)にて、モーター回転
数1,240rpmで、1時間粉砕し、平均粒径が1.
7μmの粗粉砕粉を得た。この粗粉砕粉をシングルトラ
ックジェットミルFS−4〔セイシン企業(株)製〕を
用いて、ノズル圧力4kg/cm2 、使用風量1.2m
3 /minで、25g/minの処理量で3回粉砕し
た。得られた粉末の平均粒径は1.7μmであった。こ
れを再度遊星式ボールミルにて粉砕ボールを10φ;1
00g、5φ;100g、それ以外は前記と同様の条件
で粉砕した。得られた粉末の平均粒径は1.2μmであ
った。この正極材料粉末の見かけのLiイオン拡散係数
を測定した結果を、種々の粒径の正極材料の見かけのL
iイオンの拡散係数とともに図2に示す。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not necessarily limited to these examples. Example 1 Molar ratio of V 2 O 5 : P 2 O 5 : CaO = 84: 8: 8
Each compound was weighed and mixed in a mortar so that After that, hold in an electric furnace at 740 ° C for 10 minutes to obtain V
It was obtained 2 O 5 -P 2 molten salt of O 5 -CaO. By sandwiching this between copper plates at room temperature, amorphous V 2 O 5 was obtained. This is a planetary ball mill (FRITSCH P-
5, agate 500ml container, agate crushing ball 20
(φ, 100 g, 10φ, 200 g), the motor was rotated at 1,240 rpm for 1 hour, and the average particle size was 1.
7 μm of coarsely crushed powder was obtained. A single track jet mill FS-4 [manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.] was used for this coarsely pulverized powder, the nozzle pressure was 4 kg / cm 2 , and the air volume used was 1.2 m.
It was crushed 3 times at a throughput of 25 g / min at 3 / min. The average particle size of the obtained powder was 1.7 μm. This is again crushed with a planetary ball mill.
00g, 5φ; 100g, and other conditions were the same as the above. The average particle size of the obtained powder was 1.2 μm. The result of measuring the apparent Li ion diffusion coefficient of this positive electrode material powder was used to calculate the apparent L of various positive electrode materials having various particle sizes.
It is shown in FIG. 2 together with the diffusion coefficient of i ions.

【0017】このようにして得られた粉末80重量%、
導電剤としてアセチレンブラック10重量%および接着
剤としてフッ素樹脂粉末10重量%を混合したのち、圧
延ロールで約200μmに圧延し、150℃で真空乾燥
してから直径20mmの円板状に打ち抜いたものを正極
とした。負極は、所定寸法に打ち抜いたアルミニウム板
にリチウムを圧着し、電解液中でアルミニウム−リチウ
ム合金化したものを用い、またプロピレンカーボネート
とジエチレングリコールジメチルエーテル(重量比=
1:1)の混合溶媒にLiClO4 を1モル/lで溶解
したものを電解液として使用し、図1に示す電池を組み
立てた。この電池を用い、重量当たりの初期放電容量を
測定した。結果を種々の粒径の正極材料を同様にして得
た電池の重量当たりの初期放電容量とともに図3に示
す。
80% by weight of the powder thus obtained,
After mixing 10% by weight of acetylene black as a conductive agent and 10% by weight of a fluororesin powder as an adhesive, the mixture was rolled to about 200 μm with a rolling roll, vacuum dried at 150 ° C., and then punched into a disk shape with a diameter of 20 mm. Was used as the positive electrode. For the negative electrode, an aluminum plate punched to a predetermined size was pressure-bonded with lithium and aluminum-lithium alloyed in an electrolytic solution was used, and propylene carbonate and diethylene glycol dimethyl ether (weight ratio =
A battery shown in FIG. 1 was assembled by using LiClO 4 dissolved in a mixed solvent of 1: 1) at 1 mol / l as an electrolytic solution. Using this battery, the initial discharge capacity per weight was measured. The results are shown in FIG. 3 together with the initial discharge capacities per weight of the batteries obtained by similarly using the positive electrode materials having various particle sizes.

【0018】実施例2 実施例1と同様に、ジェットミルで3回粉砕したのち、
遊星ボールミルで実施例1の第1粉砕と同条件で粉砕し
た。平均粒径は1.5μmであった。 比較例1 実施例1と同様にジェットミルで2回粉砕した。平均粒
径は1.7μmであった。 比較例2 実施例1と同様にジェットミルで1回粉砕した。平均粒
径は2.7μmであった。 比較例3 実施例1と同様に遊星ボールミルで粉砕した。平均粒径
は4.6μmであった。 比較例4 バルクを乳ばちで粉砕した。平均粒径は50μmであっ
た。以上の結果を図2〜3に示す。
Example 2 As in Example 1, after pulverizing 3 times with a jet mill,
It was pulverized with a planetary ball mill under the same conditions as the first pulverization of Example 1. The average particle size was 1.5 μm. Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, the mixture was pulverized twice with a jet mill. The average particle size was 1.7 μm. Comparative Example 2 In the same manner as in Example 1, the particles were crushed once with a jet mill. The average particle size was 2.7 μm. Comparative Example 3 As in Example 1, the particles were pulverized with a planetary ball mill. The average particle size was 4.6 μm. Comparative Example 4 A bulk was crushed with a bee. The average particle size was 50 μm. The above results are shown in FIGS.

【0019】図2および図3から明らかなように、粒径
が小さいほど、見かけのLiイオン拡散係数が大きく、
本発明の方法で得られたサブミクロン領域の正極材料粉
末は非常に見かけのLiイオン拡散係数が大きく、これ
を用いて得られる電池の重量当たりの初期放電容量も大
きい。それに比べ、比較例の方法で得られたミクロン領
域の粒径の正極材料は見かけLiイオン拡散係数小さ
く、これから得られる電池の重量当たりの初期放電容量
が小さい。
As is clear from FIGS. 2 and 3, the smaller the particle size, the larger the apparent Li ion diffusion coefficient,
The submicron region positive electrode material powder obtained by the method of the present invention has a very large apparent Li ion diffusion coefficient, and the initial discharge capacity per weight of the battery obtained using this is also large. On the other hand, the positive electrode material having a particle size in the micron range obtained by the method of the comparative example has a small apparent Li ion diffusion coefficient, and the initial discharge capacity per weight of the battery obtained therefrom is small.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、重量当たりの初期放電
容量が大きく、また充放電サイクル安定性のよい、五酸
化バナジウム系のリチウム電池用正極材料を提供するこ
とが可能である。
According to the present invention, it is possible to provide a vanadium pentoxide-based positive electrode material for lithium batteries, which has a large initial discharge capacity per weight and good charge / discharge cycle stability.

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

【図1】本発明のリチウム電池用正極材料を使用したリ
チウム二次電池の一部断面図を含む正面図である。
FIG. 1 is a front view including a partial cross-sectional view of a lithium secondary battery using a positive electrode material for a lithium battery of the present invention.

【図2】正極材料粉末の平均粒径と見かけのLiイオン
拡散係数との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the average particle diameter of positive electrode material powder and the apparent Li ion diffusion coefficient.

【図3】正極材料粉末の平均粒径と得られたリチウム二
次電池の初期放電容量の関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the average particle size of the positive electrode material powder and the initial discharge capacity of the obtained lithium secondary battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 セパレータ 50 正極 70 負極 30 Separator 50 Positive electrode 70 Negative electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 健児 埼玉県和光市中央一丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 宮下 公一 埼玉県和光市中央一丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenji Sato, Inventor Kenji Sato, 4-1-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor, Koichi Miyashita 4-1-1, Chuo, Wako, Saitama No. Stock Company Honda Technical Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 五酸化バナジウムを主成分とする正極活
物質を、遊星ボールミルで粉砕したのち、ジェットミル
で粉砕し、その後再度遊星ボールミルで粉砕することを
特徴とするリチウム電池用正極材料の製造方法。
1. A method for producing a positive electrode material for a lithium battery, which comprises crushing a positive electrode active material containing vanadium pentoxide as a main component with a planetary ball mill, crushing with a jet mill, and then crushing with a planetary ball mill again. Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000044673A1 (en) * 1999-01-29 2000-08-03 3M Innovative Properties Company Methods for making lithium vanadium oxide electrode materials

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000044673A1 (en) * 1999-01-29 2000-08-03 3M Innovative Properties Company Methods for making lithium vanadium oxide electrode materials
US6136476A (en) * 1999-01-29 2000-10-24 Hydro-Quebec Corporation Methods for making lithium vanadium oxide electrode materials

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