JPWO2011016334A1 - Method for producing positive electrode material for lithium ion secondary battery - Google Patents

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Abstract

充放電サイクル耐久性に優れ、遊離アルカリ量が低く、高い放電容量、充填性及び体積容量密度を有するリチウム複合酸化物が得られる製造方法を提供する。一般式LiaNibCocMndMeO2(MはNi、Co及びMn以外の遷移金属元素、アルミニウム、スズ、亜鉛並びにアルカリ土類金属からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表す。0.95≦a≦1.2、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d≦0.6、0≦e≦0.2、a+b+c+d+e=2)で表されるリチウム複合酸化物を、アルミニウムの濃度が10〜250ppmであるアルミニウム水溶液に接触させた後、リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液を分離して正極材料を得ることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。Provided is a production method in which a lithium composite oxide having excellent charge / discharge cycle durability, a low amount of free alkali, and high discharge capacity, fillability and volume capacity density can be obtained. General formula LiaNibCocMndMeO2 (M represents at least one element selected from the group consisting of transition metal elements other than Ni, Co and Mn, aluminum, tin, zinc and alkaline earth metals. 0.95 ≦ a ≦ 1.2 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 1, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 0.2, a + b + c + d + e = 2), and the aluminum concentration is 10 to 250 ppm. A method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery, wherein the positive electrode material is obtained by contacting an aluminum aqueous solution, wherein the aluminum aqueous solution is separated from the lithium composite oxide.

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法、該製造方法で得られた正極材料を使用した正極、及びリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery, a positive electrode using the positive electrode material obtained by the production method, and a lithium ion secondary battery.

近年、機器のポータブル化、コードレス化が進むにつれ、小型、軽量でかつ高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池に対する要求がますます高まっている。非水電解液二次電池用の一般的な正極材料には、LiCoO、LiNi1/3Co1/3Mn1/3、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNiO、LiNi0.8Co0.2、LiMn、LiMnOなどのリチウムと遷移金属元素等との複合酸化物(本発明において、単にリチウム複合酸化物ということがある)が知られている。
なかでも、LiCoOを正極材料として用い、リチウム合金又はグラファイト若しくはカーボンファイバーなどのカーボンを負極として用いたリチウム二次電池は、4V級の高い電圧が得られるため、高エネルギー密度を有する電池として広く使用されている。
In recent years, as devices become more portable and cordless, demands for non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries that are small, lightweight, and have high energy density are increasing. Common positive electrode materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries include LiCoO 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , A composite oxide of lithium and a transition metal element such as LiNiO 2 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 , LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 (in the present invention, sometimes simply referred to as a lithium composite oxide) Are known.
Among them, lithium secondary batteries using LiCoO 2 as a positive electrode material and lithium alloy or carbon such as graphite or carbon fiber as a negative electrode are widely used as batteries having a high energy density because a high voltage of 4V can be obtained. It is used.

また、LiNi1/3Co1/3Mn1/3、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNiO、LiNi0.8Co0.2などの正極材料は高価なCoの含有量が少ないため、低コストの材料として期待されている。さらに、これらの正極材料では、Niの含有量が多いほど、単位重量あたりの充放電容量が多く、エネルギー密度の高い電池を製造することができることが知られている。Moreover, positive electrode materials such as LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , LiNiO 2 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 are Since the content of expensive Co is small, it is expected as a low-cost material. Furthermore, it is known that in these positive electrode materials, the higher the Ni content, the greater the charge / discharge capacity per unit weight and the higher the energy density.

しかし、いずれの正極材料においても、放電容量、充填性、単位体積あたりの放電容量に関する体積容量密度、充放電を繰り返すことによる放電容量の減少に関する充放電サイクル耐久性、充電した状態で長時間放置した際の気体発生量に関する保存特性、及び電極作成時の集電体への塗工状態に関する塗工性に関係する遊離アルカリ量などは不十分なものであり、全て満足するものは得られていない。   However, in any positive electrode material, discharge capacity, fillability, volume capacity density related to discharge capacity per unit volume, charge / discharge cycle durability related to reduction of discharge capacity due to repeated charge / discharge, and left in a charged state for a long time. The amount of free alkali related to the storage characteristics related to the amount of gas generated at the time of coating and the coating properties related to the coating state on the current collector at the time of electrode preparation are insufficient, and all satisfactory ones have been obtained. Absent.

これらの問題を解決するために、従来、種々の検討がされてきた。例えば、リチウムニッケルコバルト複合酸化物を水に分散させた後、ろ過して得られる正極材料や、リチウムニッケルコバルト複合酸化物を水に分散させ、さらにリン酸を加えた後、ろ過して得られる正極材料や、コバルト酸リチウムを硫酸、硝酸又は塩酸を含む酸性の水溶液中で撹拌した後、ろ過して得られる正極材料が提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。
また、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物などのリチウム複合酸化物の粒子を水やアルコールに分散させ、次いでアルミニウムやジルコニウムのアルコキシドを加え、さらに水を加えてアルコキシドを加水分解させた後、ろ過し、加熱して得られる正極材料が提案されている(特許文献3、特許文献4参照)。
In order to solve these problems, various studies have been made conventionally. For example, a positive electrode material obtained by dispersing lithium nickel cobalt composite oxide in water and then filtering, or obtained by dispersing lithium nickel cobalt composite oxide in water and adding phosphoric acid, followed by filtration. A positive electrode material or a positive electrode material obtained by filtering lithium cobaltate after stirring in an acidic aqueous solution containing sulfuric acid, nitric acid or hydrochloric acid has been proposed (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
Also, lithium composite oxide particles such as lithium manganese composite oxide having a spinel structure are dispersed in water or alcohol, then alkoxide of aluminum or zirconium is added, and water is further added to hydrolyze the alkoxide, followed by filtration. And the positive electrode material obtained by heating is proposed (refer patent document 3 and patent document 4).

Al(OCHを2−エトキシエタノールに溶解した溶液に、リチウムニッケルコバルト複合酸化物を混合して、24時間常温で保存後、2−エトキシエタノールで洗浄して、300〜800℃で加熱することで得られる、粒子表面をAlなどの金属の化合物で被覆された正極材料が提案されている(特許文献5参照)。
Al(OCを溶解した2−プロパノール溶液、又はAl(CHCOCHCOCHを溶解した水溶液に、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を分散させ、撹拌して、ろ過した後、超音波を照射し、次いで、500℃で熱処理をして得られる正極材料が提案されている(特許文献6参照)。
また、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の粒子の表面層にランタン及びアルミニウムを含有させた正極材料が提案されている(特許文献7参照)。
また、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物にフッ化アルミニウム(AlF)をコートした正極材料が提案されている。(特許文献8参照)。
A solution in which Al (OCH 3 ) 3 is dissolved in 2-ethoxyethanol is mixed with lithium nickel cobalt composite oxide, stored at room temperature for 24 hours, washed with 2-ethoxyethanol, and heated at 300 to 800 ° C. Thus, a positive electrode material obtained by covering the particle surface with a metal compound such as Al has been proposed (see Patent Document 5).
Lithium nickel cobalt manganese composite oxide is dispersed in a 2-propanol solution in which Al (OC 3 H 7 ) 3 is dissolved or an aqueous solution in which Al (CH 3 COCHCOCH 3 ) 3 is dissolved, stirred and filtered, A positive electrode material obtained by irradiating ultrasonic waves and then heat-treating at 500 ° C. has been proposed (see Patent Document 6).
In addition, a positive electrode material in which lanthanum and aluminum are included in the surface layer of lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles has been proposed (see Patent Document 7).
A positive electrode material in which lithium nickel cobalt manganese composite oxide is coated with aluminum fluoride (AlF 3 ) has been proposed. (See Patent Document 8).

特開2000−090917号公報JP 2000-090917 A 特開2003−123755号公報JP 2003-123755 A 特開2001−313034号公報JP 2001-313034 A 特表2003−500318号公報Special Table 2003-500318 特開平9−055210号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-055210 特開2005−310744号公報JP 2005-310744 A 特開2008−226495号公報JP 2008-226495 A 米国特許出願公開第2010/0086853号明細書US Patent Application Publication No. 2010/0086853

上記のように、従来、種々の検討が行われているが、放電容量、充填性、体積容量密度、充放電サイクル耐久性及び遊離アルカリ量などの各特性を全て満足するリチウム複合酸化物は、未だ得られていない。
例えば、特許文献1及び特許文献2に記載の正極材料においては、リチウム複合酸化物の粒子表面を洗浄することにより、粒子表面のアルカリ化合物を除去でき、遊離アルカリ量の減少が見られるが、粒子表面が水や酸性度の高い酸と接触するため、正極材料の粒子表面からリチウム、ニッケル、コバルト及びマンガンのイオンが溶出して、結晶構造が不安定になり、充放電サイクル耐久性の極端な悪化が見られ、実用に耐えられるものではなかった。
As described above, various studies have been made heretofore, but the lithium composite oxide satisfying all the characteristics such as discharge capacity, filling property, volume capacity density, charge / discharge cycle durability and free alkali amount, It has not been obtained yet.
For example, in the positive electrode materials described in Patent Document 1 and Patent Document 2, by washing the particle surface of the lithium composite oxide, the alkali compound on the particle surface can be removed, and a decrease in the amount of free alkali is observed. Since the surface is in contact with water or acid with high acidity, lithium, nickel, cobalt and manganese ions are eluted from the surface of the positive electrode material particles, resulting in unstable crystal structure and extreme charge / discharge cycle durability. Deterioration was seen and it was not able to withstand practical use.

また、特許文献3乃至特許文献5に記載の正極材料では、リチウム複合酸化物と接触させる溶媒がアルコールなどの有機溶媒であり、有機溶媒はアルカリ化合物を比較的溶解し難く、リチウム複合酸化物の粒子表面に存在するアルカリ化合物が除去できない。そのため、遊離アルカリ量が高くなり、電池の正極材料として用いた場合、電極に加工する際に、正極材料を分散させたスラリーがゲル状になったり、集電体から正極材料が剥落したり、塗工性の悪化が見られる。また、保存特性も悪く、充放電を繰り返すにつれて、電池内部に気体が発生して電池が膨らみ、実用に耐えられるものではなかった。   In the positive electrode materials described in Patent Documents 3 to 5, the solvent to be brought into contact with the lithium composite oxide is an organic solvent such as alcohol, and the organic solvent is relatively difficult to dissolve the alkali compound. Alkaline compounds present on the particle surface cannot be removed. Therefore, when the amount of free alkali is increased and used as a positive electrode material of a battery, when processing into an electrode, the slurry in which the positive electrode material is dispersed becomes a gel, or the positive electrode material is peeled off from the current collector, Deterioration of coatability is observed. In addition, the storage characteristics were poor, and as charging / discharging was repeated, gas was generated inside the battery and the battery swelled and could not withstand practical use.

さらに、特許文献6に記載された、アルミニウムのアルコキシドを溶解した有機溶媒に、リチウム複合酸化物を分散させ、超音波を照射して得られる正極材料については、超音波の照射を必要とする上に、分散させた溶媒が有機溶媒であり、リチウム複合酸化物の粒子表面に存在するアルカリ化合物が除去できないため、遊離アルカリ量が高くなり、保存特性及び塗工性が悪く、実用に耐えられるものでなかった。また、アルミニウムアセチルアセトナートを溶解した水溶液に、リチウム複合酸化物を分散させ、超音波を照射して得られる正極材料については、超音波の照射を必要とする上に、水溶液中のアルミニウム濃度が2.5ppmと非常に低く、正極材料の粒子表面や粒子の粒界からリチウム、ニッケル、コバルト及びマンガンのイオンが溶出して、結晶構造が不安定になり、充放電サイクル耐久性が低くなり、実用に耐えられるものではなかった。また、アルミニウムアセチルアセトナートには、コストが高いといった問題があった。   Furthermore, the positive electrode material obtained by dispersing lithium composite oxide in an organic solvent in which an aluminum alkoxide is dissolved and irradiating ultrasonic waves described in Patent Document 6 requires irradiation with ultrasonic waves. In addition, since the dispersed solvent is an organic solvent and the alkali compound present on the surface of the lithium composite oxide particles cannot be removed, the amount of free alkali is high, storage characteristics and coating properties are poor, and can be used practically It was not. In addition, the positive electrode material obtained by dispersing lithium composite oxide in an aqueous solution in which aluminum acetylacetonate is dissolved and irradiating with ultrasonic waves needs to be irradiated with ultrasonic waves, and the aluminum concentration in the aqueous solution Very low as 2.5 ppm, lithium, nickel, cobalt and manganese ions elute from the particle surface of the positive electrode material and the grain boundary of the particle, the crystal structure becomes unstable, the charge / discharge cycle durability is low, It could not withstand practical use. In addition, aluminum acetylacetonate has a problem of high cost.

特許文献7に記載の正極材料は、遊離アルカリ量の低減も見られ、充放電サイクル耐久性の向上も見られたが、この正極材料を製造するには、アルミニウム化合物とランタン化合物を用いる必要があり、特にランタンは希少な希土類元素であり、原料コストが高く、かつ原料が調達し難いなどの問題があり、量産化が困難であった。   Although the positive electrode material described in Patent Document 7 also showed a reduction in the amount of free alkali and improved charge / discharge cycle durability, it was necessary to use an aluminum compound and a lanthanum compound to produce this positive electrode material. In particular, lanthanum is a rare rare earth element, and there are problems such as high raw material costs and difficulty in procuring raw materials, making mass production difficult.

また、特許文献7にも記載されるが、一般的に、遊離アルカリ量が高い正極材料は、これを溶媒に分散させたスラリーから電極に加工しようとする際に、ゲル状になりやすく、集電体から正極材料が剥落して、塗工性が悪いという問題があった。また、遊離アルカリ量が高い正極材料を電池の正極として用いて、充電状態で長期間保存したり、長期に渡って充放電を繰り返したりすると、電解液の分解反応が進行して、発熱を伴いつつ、二酸化炭素などの気体及び水が生成して、正極材料の分解反応が起こり、電池の膨張、破裂に繋がり、保存特性が悪いという問題があった。
特許文献8に記載の製造方法では、フッ化アルミニウムは電気化学的に不活性であるため、放電容量が減少するという問題があった。
そこで、本発明は、充放電サイクル耐久性に優れ、遊離アルカリ量が低く、高い放電容量、充填性及び体積容量密度を有する正極材料の製造方法、該製造方法により得られる正極材料を含む正極、並びに該正極材料を含むリチウムイオン二次電池の提供を目的とする。
In addition, as described in Patent Document 7, generally, a positive electrode material having a high amount of free alkali tends to be in a gel state when it is processed into an electrode from a slurry in which this is dispersed in a solvent. There was a problem that the positive electrode material peeled off from the electric body and the coating property was poor. In addition, if a positive electrode material with a high amount of free alkali is used as the positive electrode of a battery and it is stored for a long time in a charged state or is repeatedly charged and discharged over a long period of time, the decomposition reaction of the electrolytic solution proceeds, accompanied by heat generation. However, gas such as carbon dioxide and water are generated to cause a decomposition reaction of the positive electrode material, which leads to expansion and rupture of the battery, resulting in poor storage characteristics.
In the manufacturing method described in Patent Document 8, since aluminum fluoride is electrochemically inactive, there is a problem that the discharge capacity is reduced.
Accordingly, the present invention is a method for producing a positive electrode material having excellent charge / discharge cycle durability, low free alkali amount, high discharge capacity, filling property and volume capacity density, and a positive electrode comprising a positive electrode material obtained by the production method, An object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery containing the positive electrode material.

本発明者らは、鋭意研究を続けたところ、リチウム複合酸化物を、所定の濃度範囲にあるアルミニウム水溶液に接触させた後、アルミニウム水溶液からリチウム複合酸化物を分離することで得られる正極材料を用いることで、上記課題を達成できることを見出した。   As a result of intensive research, the inventors of the present invention obtained a positive electrode material obtained by contacting a lithium composite oxide with an aluminum aqueous solution in a predetermined concentration range and then separating the lithium composite oxide from the aluminum aqueous solution. It has been found that the above-mentioned problems can be achieved by using them.

本発明は、上記の新規な知見に基づくものであり、下記を要旨とする。
(1)一般式LiNiCoMn(ただし、MはNi、Co及びMn以外の遷移金属元素、アルミニウム、スズ、亜鉛並びにアルカリ土類金属からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表す。0.95≦a≦1.2、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d≦0.6、0≦e≦0.2、a+b+c+d+e=2)で表されるリチウム複合酸化物を、アルミニウムの濃度が10〜250ppmであるアルミニウム水溶液に接触させた後、リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液を分離して正極材料を得ることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(2)リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液を分離して得られる正極材料を、さらに50〜1000℃の温度で加熱する、上記(1)に記載の製造方法。
(3)加熱温度が60〜830℃である、上記(2)に記載の製造方法。
(4)アルミニウム水溶液が、アルミニウムの硫酸塩、アルミン酸塩、ミョウバン、アルミニウムオリゴマー、アルミニウムのヒドロキシ酸塩及びカルボニル基を有するアルミニウムのカルボン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を溶解する水溶液である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の製造方法。
(5)アルミニウム水溶液を、リチウム複合酸化物に対して、質量比で1〜20倍接触させる、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の製造方法。
(6)得られる正極材料に含まれる、アルミニウムの量が、30〜800ppmである、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の製造方法。
(7)得られる正極材料に含まれる遊離アルカリ量が、0.7mol%以下である、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の製造方法。
(8)リチウム複合酸化物が、0.97≦a≦1.1、0.2≦b≦0.9、0.1≦c≦0.4、0.1≦d≦0.4、0≦e≦0.1、で表される、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の製造方法。
(9)リチウム複合酸化物が、1.08≦a≦1.2、0.12≦b≦0.25、0.1≦c≦0.15、0.45≦d≦0.6、0≦e≦0.05、で表される、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の製造方法。
(10)上記(1)〜(9)のいずれかに記載の製造方法で得られる正極材料、導電剤、バインダー及び溶媒を混合して、得られるスラリーを金属箔に塗布した後、加熱により溶媒を除去して、得られることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極の製造方法。
(11)上記(10)の製造方法で得られる正極に、セパレータ、負極を積層して、電池ケースに収納した後、電解液を注入して、得られることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
(12)正極材料、導電剤及びバインダーを含む正極であって、該正極材料が上記(1)〜(9)のいずれかに記載の方法で得られる正極材料であることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極。
(13)正極、負極、及び電解液を含み、かつ該正極が上記(12)に記載の正極であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
This invention is based on said novel knowledge, and makes the following a summary.
(1) General formula Li a Ni b Co c Mn d Me O 2 (where M is at least selected from the group consisting of transition metal elements other than Ni, Co and Mn, aluminum, tin, zinc and alkaline earth metals) Represents one element, 0.95 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 1, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 0.2, a + b + c + d + e = 2) Lithium ion secondary characterized in that after the lithium composite oxide represented is brought into contact with an aqueous aluminum solution having an aluminum concentration of 10 to 250 ppm, the aqueous aluminum solution is separated from the lithium composite oxide to obtain a positive electrode material A method for producing a positive electrode material for a battery.
(2) The manufacturing method as described in said (1) which heats the positive electrode material obtained by isolate | separating aluminum aqueous solution from lithium complex oxide at the temperature of 50-1000 degreeC.
(3) The manufacturing method as described in said (2) whose heating temperature is 60-830 degreeC.
(4) The aqueous aluminum solution dissolves at least one compound selected from the group consisting of aluminum sulfate, aluminate, alum, aluminum oligomer, aluminum hydroxy acid salt, and aluminum carboxylate having a carbonyl group. The manufacturing method in any one of said (1)-(3) which is aqueous solution.
(5) The production method according to any one of (1) to (4), wherein the aluminum aqueous solution is brought into contact with the lithium composite oxide in a mass ratio of 1 to 20 times.
(6) The manufacturing method in any one of said (1)-(5) whose quantity of aluminum contained in the positive electrode material obtained is 30-800 ppm.
(7) The manufacturing method in any one of said (1)-(6) whose amount of free alkalis contained in the positive electrode material obtained is 0.7 mol% or less.
(8) The lithium composite oxide is 0.97 ≦ a ≦ 1.1, 0.2 ≦ b ≦ 0.9, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0.1 ≦ d ≦ 0.4, 0 The manufacturing method in any one of said (1)-(7) represented by <= e <= 0.1.
(9) The lithium composite oxide is 1.08 ≦ a ≦ 1.2, 0.12 ≦ b ≦ 0.25, 0.1 ≦ c ≦ 0.15, 0.45 ≦ d ≦ 0.6, 0 The manufacturing method in any one of said (1)-(7) represented by <= e <= 0.05.
(10) After mixing the positive electrode material obtained by the manufacturing method in any one of said (1)-(9), a electrically conductive agent, a binder, and a solvent, and apply | coating the obtained slurry to metal foil, it is a solvent by heating. A method for producing a positive electrode for a lithium ion secondary battery, which is obtained by removing
(11) A lithium ion secondary battery obtained by laminating a separator and a negative electrode on a positive electrode obtained by the production method of (10) above, storing the battery in a battery case, and then injecting an electrolytic solution. Manufacturing method.
(12) A positive electrode containing a positive electrode material, a conductive agent and a binder, wherein the positive electrode material is a positive electrode material obtained by the method according to any one of (1) to (9) above. Secondary battery positive electrode.
(13) A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, wherein the positive electrode is the positive electrode described in (12) above.

本発明によれば、リチウムイオン二次電池の正極として有用である、充放電サイクル耐久性に優れ、遊離アルカリ量が低く、高い放電容量、充填性及び体積容量密度を有する正極材料が得られる製造方法が提供される。また、上記の製造方法で得られる正極材料を用いて、優れた電池性能を有する、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池が提供される。   According to the present invention, a production that is useful as a positive electrode of a lithium ion secondary battery, is excellent in charge / discharge cycle durability, has a low free alkali amount, and has a high discharge capacity, fillability, and volume capacity density. A method is provided. Moreover, the positive electrode for lithium ion secondary batteries and a lithium ion secondary battery which have the outstanding battery performance are provided using the positive electrode material obtained by said manufacturing method.

なお、本発明では、正極材料の粒子表面や粒子の粒界に存在するアルカリ化合物の存在量を、遊離アルカリ量を測定することにより評価している。本発明により得られる正極材料は、この遊離アルカリ量が低く、正極材料のスラリーのゲル化を防ぎ、塗工性を向上させ、かつ電解液の分解反応に伴う気体及び水の発生を抑制し、電池の膨張などを防ぎ、保存特性を向上できる。
本発明で得られる正極材料が、何故に上記の優れた特性を有するかについて、そのメカニズムは必ずしも明らかではないが、次のように推定される。
In the present invention, the abundance of an alkali compound present on the particle surface of the positive electrode material or the grain boundary of the particle is evaluated by measuring the amount of free alkali. The positive electrode material obtained according to the present invention has a low free alkali amount, prevents gelation of the slurry of the positive electrode material, improves the coating property, and suppresses the generation of gas and water accompanying the decomposition reaction of the electrolytic solution, It prevents battery expansion and improves storage characteristics.
The reason why the positive electrode material obtained in the present invention has the above-mentioned excellent characteristics is not necessarily clear, but is estimated as follows.

一般に、リチウム複合酸化物は、リチウム源と、ニッケル、コバルト及びマンガンなどを含む遷移金属源とを混合して、得られる原料混合物を焼成して得られるが、該リチウム複合酸化物中には、結晶格子の格子点から外れて存在するリチウム原子や、反応が不十分で残存したリチウム化合物といったアルカリ化合物が存在する。かかるリチウム複合酸化物からなる正極材料を使用した電池において充放電を繰り返すと、上記アルカリ化合物が粒子表面や粒子の粒界から電解液中に溶出し、正極材料の組成が変化したり、電解液の分解を促進したりするため、塗工性や保存特性といった電池性能の劣化の原因となる。   In general, the lithium composite oxide is obtained by mixing a lithium source and a transition metal source containing nickel, cobalt, manganese, and the like, and firing the obtained raw material mixture. In the lithium composite oxide, There are alkaline compounds such as lithium atoms that exist out of the lattice points of the crystal lattice and lithium compounds that remain insufficiently reacted. When charging and discharging are repeated in a battery using a positive electrode material made of such a lithium composite oxide, the alkali compound is eluted from the particle surface or particle boundary into the electrolytic solution, the composition of the positive electrode material changes, or the electrolytic solution This promotes the decomposition of the battery and causes deterioration of battery performance such as coating properties and storage characteristics.

しかし、上記アルカリ化合物を除去するために、リチウム複合酸化物の粒子表面や粒子の粒界を単に水や酸性水溶液で洗浄した場合には、リチウム複合酸化物の粒子表面からリチウム、ニッケル、コバルト、マンガンなどの成分がイオンとなり溶出して、結晶構造が不安定になり、充放電サイクル耐久性が悪化する。   However, when the particle surface of the lithium composite oxide and the grain boundary of the particle are simply washed with water or an acidic aqueous solution in order to remove the alkali compound, lithium, nickel, cobalt, Components such as manganese are eluted as ions, the crystal structure becomes unstable, and charge / discharge cycle durability deteriorates.

一方、本発明により、リチウム複合酸化物の粒子を所定の濃度範囲にあるアルミニウム水溶液に接触させることによりアルカリ化合物を効率よく除去でき、かつリチウム、ニッケル、コバルト、マンガンなどの溶出を抑制し、たとえ溶出した場合も溶出した原子のサイトにアルミニウムが置換するため、充放電サイクル耐久性が悪化しないものと考えられる。また、リチウム複合酸化物におけるアルカリ化合物の存在量が減少すると、これを使用するスラリーのゲル化が抑制されるため塗工性が向上し、かつ電池内で発生する気体が減少するため保存特性が向上するものと考えられる。   On the other hand, according to the present invention, the alkaline compound can be efficiently removed by bringing the lithium composite oxide particles into contact with an aqueous aluminum solution in a predetermined concentration range, and elution of lithium, nickel, cobalt, manganese, etc. is suppressed. In the case of elution, it is considered that the charge / discharge cycle durability is not deteriorated because aluminum is substituted at the site of the eluted atom. In addition, when the amount of the alkali compound in the lithium composite oxide is reduced, the gelation of the slurry using this is suppressed, so that the coating property is improved and the gas generated in the battery is reduced, so that the storage characteristics are improved. It is thought to improve.

かくして、本発明では、リチウム複合酸化物に対して所定の濃度範囲のアルミニウム水溶液を接触させることにより、リチウム複合酸化物中のアルカリ化合物の良好な除去効果と、リチウム複合酸化物中の成分の溶出抑制効果とが相俟って、充放電サイクル耐久性を大きく向上させ、かつ遊離アルカリ量を顕著に減少させるものと考えられる。
また、アルミニウムの化合物を水溶液の状態でリチウム複合酸化物と接触させることにより、リチウム複合酸化物の粒子表面に過剰なアルミニウム化合物が付着することを防ぎ、正極材料の粒子表面に含まれるアルミニウム水溶液由来のアルミニウム量を適切な範囲に制御することができ、放電容量を減少させることなく、充放電サイクル耐久性が向上できると考えられる。
Thus, in the present invention, by bringing an aluminum aqueous solution in a predetermined concentration range into contact with the lithium composite oxide, a good removal effect of the alkali compound in the lithium composite oxide and elution of the components in the lithium composite oxide are achieved. Combined with the suppression effect, it is considered that the charge / discharge cycle durability is greatly improved and the amount of free alkali is remarkably reduced.
Also, by contacting the aluminum compound with the lithium composite oxide in the form of an aqueous solution, it prevents the aluminum compound from adhering to the particle surface of the lithium composite oxide, and is derived from the aqueous aluminum solution contained in the particle surface of the positive electrode material. It is considered that the amount of aluminum can be controlled within an appropriate range, and the charge / discharge cycle durability can be improved without reducing the discharge capacity.

本発明は、上記のとおり、所定の組成を有するリチウム複合酸化物の粒子を、所定の濃度のアルミニウム水溶液に接触させて、粒子表面に存在するアルカリ化合物を除去した後、リチウム複合酸化物から、アルミニウム水溶液を分離して、リチウムイオン二次電池用の正極材料を得る工程からなる。   In the present invention, as described above, the lithium composite oxide particles having a predetermined composition are brought into contact with an aluminum aqueous solution having a predetermined concentration to remove an alkali compound present on the surface of the particles. It consists of a step of separating the aqueous aluminum solution to obtain a positive electrode material for a lithium ion secondary battery.

本発明で用いるリチウム複合酸化物は、一般式LiNiCoMnで表される。一般式における、a、b、c、d及びeの定義は、それぞれ上記のとおりである。dがd≦0.4であるときは、0.97≦a≦1.1、0.2≦b≦0.9、0.1≦c≦0.4、0.1≦d≦0.4、0≦e≦0.1が好ましく、0.97≦a≦1.1、0.2≦b≦0.83、0.1≦c≦0.4、0.1≦d≦0.4、0≦e≦0.1がより好ましく、0.99≦a≦1.05、0.4≦b≦0.7、0.15≦c≦0.3、0.15≦d≦0.3、0≦e≦0.05が特に好ましい。また、0.97≦a≦1.03、b=0、0.97≦c≦1、d=0、0≦e≦0.03が好ましい。また、dがd>0.4であるときは、1.05≦a≦1.2、0.1≦b≦0.3、0.05≦c≦0.2、0.4<d≦0.8、0≦e≦0.1が好ましく、1.08≦a≦1.2、0.12≦b≦0.25、0.1≦c≦0.15、0.45≦d≦0.7、0≦e≦0.05がより好ましく、1.08≦a≦1.2、0.12≦b≦0.25、0.1≦c≦0.15、0.45≦d≦0.6、0≦e≦0.05が特に好ましい。The lithium composite oxide used in the present invention is represented by the general formula Li a Ni b Co c Mn d Me O 2 . The definitions of a, b, c, d and e in the general formula are as described above. When d is d ≦ 0.4, 0.97 ≦ a ≦ 1.1, 0.2 ≦ b ≦ 0.9, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0.1 ≦ d ≦ 0. 4, 0 ≦ e ≦ 0.1 is preferable, 0.97 ≦ a ≦ 1.1, 0.2 ≦ b ≦ 0.83, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0.1 ≦ d ≦ 0. 4, 0 ≦ e ≦ 0.1 is more preferable, 0.99 ≦ a ≦ 1.05, 0.4 ≦ b ≦ 0.7, 0.15 ≦ c ≦ 0.3, 0.15 ≦ d ≦ 0 .3, 0 ≦ e ≦ 0.05 is particularly preferable. Further, 0.97 ≦ a ≦ 1.03, b = 0, 0.97 ≦ c ≦ 1, d = 0, and 0 ≦ e ≦ 0.03 are preferable. When d is d> 0.4, 1.05 ≦ a ≦ 1.2, 0.1 ≦ b ≦ 0.3, 0.05 ≦ c ≦ 0.2, 0.4 <d ≦ 0.8, 0 ≦ e ≦ 0.1 are preferable, 1.08 ≦ a ≦ 1.2, 0.12 ≦ b ≦ 0.25, 0.1 ≦ c ≦ 0.15, 0.45 ≦ d ≦ 0.7, 0 ≦ e ≦ 0.05 are more preferable, 1.08 ≦ a ≦ 1.2, 0.12 ≦ b ≦ 0.25, 0.1 ≦ c ≦ 0.15, 0.45 ≦ d ≦ 0.6 and 0 ≦ e ≦ 0.05 are particularly preferable.

本発明で用いるリチウム複合酸化物の製造方法は、固相法、共沈法などを適宜使用でき、特に限定されない。ニッケル源、コバルト源、マンガン源、M元素源として、具体的には、それぞれの元素の水酸化物、酸化物、オキシ水酸化物などを用いることができる。また、ニッケル、コバルト、マンガン、M元素の各元素を任意の組み合わせで共沈させた、共沈水酸化物、共沈酸化物、共沈オキシ水酸化物、共沈炭酸塩などを用いることができる。また、リチウム源としては、特に限定されないが、炭酸リチウム及び水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、なかでも炭酸リチウムがより好ましい。リチウム源の平均粒径は2〜25μmが好ましい。また、リチウム源などを含む原料の混合物に対して、必要に応じて水を混合することがある。   The method for producing the lithium composite oxide used in the present invention is not particularly limited, and a solid phase method, a coprecipitation method, or the like can be used as appropriate. Specific examples of the nickel source, cobalt source, manganese source, and M element source include hydroxides, oxides, and oxyhydroxides of the respective elements. Moreover, coprecipitated hydroxide, coprecipitated oxide, coprecipitated oxyhydroxide, coprecipitated carbonate, etc., in which each element of nickel, cobalt, manganese, and M element is coprecipitated in any combination can be used. . Further, the lithium source is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of lithium carbonate and lithium hydroxide is preferable, and lithium carbonate is more preferable. The average particle size of the lithium source is preferably 2 to 25 μm. In addition, water may be mixed as necessary to a mixture of raw materials including a lithium source.

本発明では、リチウム複合酸化物中のリチウムのモル量を、Ni元素とCo元素とMn元素とM元素のモル量の合計で割った値であるモル比a/(b+c+d+e)は、0.95〜1.20であることが好ましく、さらに好ましくは0.97〜1.10が好ましく、特には0.99〜1.05であることが好ましい。この場合、リチウム複合酸化物の粒子の成長が促進され、より高密度な粒子を得ることができる。
本発明で用いるリチウム複合酸化物の製造方法において、得られるリチウムイオン二次電池の安全性向上のため、リチウム複合酸化物の酸素原子の0.01〜5モル%、好ましくは0.1〜2モル%をフッ素原子で置換してもよい。
In the present invention, the molar ratio a / (b + c + d + e), which is a value obtained by dividing the molar amount of lithium in the lithium composite oxide by the total molar amount of Ni element, Co element, Mn element, and M element, is 0.95. Is preferably ˜1.20, more preferably 0.97 to 1.10, and particularly preferably 0.99 to 1.05. In this case, the growth of lithium composite oxide particles is promoted, and higher density particles can be obtained.
In the method for producing a lithium composite oxide used in the present invention, in order to improve the safety of the obtained lithium ion secondary battery, 0.01 to 5 mol%, preferably 0.1 to 2% of oxygen atoms of the lithium composite oxide. You may substitute mol% with a fluorine atom.

本発明において、M元素は、Ni、Co及びMn以外の遷移金属元素、Al、Sn、Zn並びにアルカリ土類金属からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。上記の遷移金属元素とは、周期表の4族、5族、6族、7族、8族、9族、10族、又は11族の遷移金属を表す。なかでも、M元素は、Al、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mg、Sn及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。特に、放電容量、安全性、充放電サイクル耐久性などの見地より、M元素は、Al、Ti、Zr、Hf及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましく、Al、Zr及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種が特に好ましい。   In the present invention, the M element is at least one element selected from the group consisting of transition metal elements other than Ni, Co, and Mn, Al, Sn, Zn, and alkaline earth metals. The above transition metal element represents a transition metal of Group 4, Group 5, Group 6, Group 7, Group 8, Group 9, Group 10, or Group 11 of the Periodic Table. Among these, the M element is preferably at least one selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mg, Sn, and Zn. In particular, from the standpoint of discharge capacity, safety, charge / discharge cycle durability, etc., the M element is more preferably at least one selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf and Mg, and from Al, Zr and Mg. Particularly preferred is at least one selected from the group consisting of

本発明において、アルミニウム水溶液とは、アルミニウムの化合物が溶解している水溶液を意味する。本発明に用いるアルミニウム水溶液は、懸濁液及びコロイド形態を含まず、少なくともアルミニウム源が固体成分として目視で認識できない程度に溶解している。水溶液のアルミニウム濃度は次の範囲が好ましい。ここで、アルミニウム濃度は、アルミニウム元素の濃度を意味し、使用する原材料から計算によっても、また、ICP(誘導結合プラズマ)発光分析法による測定によっても求められる。後記する実施例及び比較例では、計算で求めたものである。かかるアルミニウム濃度の上限は250ppmであり、200ppmが好ましく、150ppmがより好ましい。また、アルミニウム濃度の下限は10ppmであり、20ppmが好ましく、50ppmがより好ましい。アルミニウム濃度がこの範囲にあるとき、得られる正極材料に含まれる遊離アルカリ量が低く、かつ充放電サイクル耐久性が向上する傾向が見られ、好ましい。一方、アルミニウム水溶液の濃度が250ppmより高い場合、リチウム複合酸化物に過剰なアルミニウムが付着し、遊離アルカリ量が高くなり、好ましくない。また、アルミニウム濃度が10ppmより低い場合、リチウム複合酸化物の粒子を形成する元素が溶出して、充放電サイクル耐久性が悪化するため好ましくない。   In the present invention, the aluminum aqueous solution means an aqueous solution in which an aluminum compound is dissolved. The aqueous aluminum solution used in the present invention does not include suspension and colloidal forms, and is dissolved to such an extent that at least the aluminum source cannot be visually recognized as a solid component. The aluminum concentration of the aqueous solution is preferably in the following range. Here, the aluminum concentration means the concentration of the aluminum element, and is determined by calculation from the raw material used or by measurement by ICP (inductively coupled plasma) emission spectrometry. In examples and comparative examples to be described later, they are obtained by calculation. The upper limit of the aluminum concentration is 250 ppm, preferably 200 ppm, and more preferably 150 ppm. Moreover, the minimum of aluminum concentration is 10 ppm, 20 ppm is preferable and 50 ppm is more preferable. When the aluminum concentration is within this range, the amount of free alkali contained in the obtained positive electrode material is low, and the tendency to improve the charge / discharge cycle durability is preferred. On the other hand, when the concentration of the aluminum aqueous solution is higher than 250 ppm, excessive aluminum adheres to the lithium composite oxide, and the amount of free alkali becomes high, which is not preferable. In addition, when the aluminum concentration is lower than 10 ppm, the elements forming the lithium composite oxide particles are eluted and the charge / discharge cycle durability is deteriorated.

アルミニウム水溶液のpHは3〜12が好ましく、5〜11が特に好ましい。また、リチウム複合酸化物から分離した後のアルミニウム水溶液のpHは7〜13が好ましく、9〜12が特に好ましい。アルミニウム水溶液のpHについて、上記した範囲よりも低い場合、リチウム複合酸化物が酸性の環境に曝され、粒子からLi、Ni、Co、Mnなどが溶出し、充放電サイクル耐久性が悪化する傾向がある。また、pHが上記した範囲よりも高い場合、リチウム複合酸化物の粒子表面や粒界に存在するアルカリ化合物を十分に取り除けずに、遊離アルカリ量が増える傾向がある。   3-12 are preferable and, as for pH of aluminum aqueous solution, 5-11 are especially preferable. Moreover, 7-13 are preferable and, as for pH of the aluminum aqueous solution after isolate | separating from lithium complex oxide, 9-12 are especially preferable. When the pH of the aqueous aluminum solution is lower than the above range, the lithium composite oxide is exposed to an acidic environment, Li, Ni, Co, Mn and the like are eluted from the particles, and the charge / discharge cycle durability tends to deteriorate. is there. Moreover, when pH is higher than the above-mentioned range, there exists a tendency for the amount of free alkalis to increase, without fully removing the alkali compound which exists in the particle | grain surface and grain boundary of lithium composite oxide.

アルミニウム水溶液を形成するアルミニウム源には水溶性のアルミニウム化合物を用いるが、なかでも、無機酸及び有機酸からなる群から選ばれる少なくともいずれかの酸と、アルミニウム又はアルミニウム含有化合物とを反応させて得られるアルミニウム塩が好ましく、アルミニウムの硫酸塩、アルミン酸塩、ミョウバン、アルミニウムオリゴマー、アルミニウムのヒドロキシ酸塩及びカルボニル基を有するアルミニウムのカルボン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。ミョウバンとしては、硫酸カリウムアルミニウム水和物、硫酸鉄アルミニウム水和物、硫酸マグネシウムアルミニウム水和物、硫酸アルミニウムナトリウム水和物、硫酸アルミニウム水和物が好ましい。アルミニウムオリゴマーとしては、ポリ塩化アルミニウムが好ましい。このポリ塩化アルミニウムとは、塩基性塩化アルミニウムの重合体であり、[Al(OH)Cl6−n(n、mはそれぞれ1≦n≦5、m≦10を表す)で表される。アルミニウムのヒドロキシ酸塩、又はカルボニル基を有するアルミニウムのカルボン酸塩としては、炭素数2〜8を有するヒドロキシ酸塩、又はカルボン酸塩が好ましい。アルミニウムのヒドロキシ酸塩としては、塩基性乳酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、グリコール酸アルミニウム、ヒドロキシ酪酸アルミニウム、リンゴ酸アルミニウム、又はクエン酸アルミニウムが好ましく、塩基性乳酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、リンゴ酸アルミニウム、又はクエン酸アルミニウムがより好ましい。カルボニル基を有するアルミニウムのカルボン酸塩とは、カルボニル基を有するカルボン酸のアルミニウム塩を意味し、グリオキシル酸アルミニウム、ピルビン酸アルミニウム、又はレブリン酸アルミニウムが好ましく、なかでもグリオキシル酸アルミニウムが好ましい。A water-soluble aluminum compound is used as the aluminum source for forming the aluminum aqueous solution, and in particular, it is obtained by reacting at least one acid selected from the group consisting of inorganic acids and organic acids with aluminum or an aluminum-containing compound. The aluminum salt is preferably an aluminum salt, more preferably at least one selected from the group consisting of aluminum sulfate, aluminate, alum, aluminum oligomer, aluminum hydroxy acid salt, and aluminum carboxylate. As alum, potassium aluminum sulfate hydrate, iron aluminum sulfate hydrate, magnesium aluminum sulfate hydrate, sodium aluminum sulfate hydrate, and aluminum sulfate hydrate are preferable. As the aluminum oligomer, polyaluminum chloride is preferred. This polyaluminum chloride is a polymer of basic aluminum chloride, represented by [Al 2 (OH) n Cl 6-n ] m (n and m represent 1 ≦ n ≦ 5 and m ≦ 10, respectively). Is done. As the hydroxy acid salt of aluminum or the carboxylate of aluminum having a carbonyl group, a hydroxy acid salt having 2 to 8 carbon atoms or a carboxylate is preferable. The aluminum hydroxy acid salt is preferably basic aluminum lactate, aluminum lactate, aluminum glycolate, aluminum hydroxybutyrate, aluminum malate, or aluminum citrate, and basic aluminum lactate, aluminum lactate, aluminum malate, or citric acid. Aluminum is more preferred. The carboxylate of aluminum having a carbonyl group means an aluminum salt of a carboxylic acid having a carbonyl group, preferably aluminum glyoxylate, aluminum pyruvate, or aluminum levulinate, and particularly preferably aluminum glyoxylate.

上記したアルミニウム源のなかでも、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩基性乳酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、グリオキシル酸アルミニウム、クエン酸アルミニウム、及びアルミン酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物がより好ましく、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩基性乳酸アルミニウム及びアルミン酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物がさらに好ましい。特に、ポリ塩化アルミニウムが、取り扱いが容易かつ安価でもあり、得られる正極材料の性能が優れるので、特に好ましい。これらのアルミニウム源を溶解したアルミニウム水溶液を用いることで、リチウム複合酸化物の粒子表面からアルカリ化合物を除去する共に、粒子表面からリチウム複合酸化物を形成するリチウム、ニッケル、コバルト、マンガンなどの元素の溶出を抑制することができ、遊離アルカリ量の低減を実現することができる。   Among the aluminum sources described above, at least one compound selected from the group consisting of polyaluminum chloride, aluminum sulfate, basic aluminum lactate, aluminum lactate, aluminum glyoxylate, aluminum citrate, and sodium aluminate is more preferable, More preferred is at least one compound selected from the group consisting of polyaluminum chloride, aluminum sulfate, basic aluminum lactate and sodium aluminate. In particular, polyaluminum chloride is particularly preferable because it is easy to handle and inexpensive, and the performance of the obtained positive electrode material is excellent. By using an aluminum aqueous solution in which these aluminum sources are dissolved, an alkali compound is removed from the surface of the lithium composite oxide particles, and at the same time, elements such as lithium, nickel, cobalt, and manganese that form the lithium composite oxide from the particle surface. Elution can be suppressed and a reduction in the amount of free alkali can be realized.

なお、アルミニウム水溶液の代わりに、アルミニウム源を溶解させた有機溶媒を用いた場合、リチウム複合酸化物の粒子表面に存在するアルカリ化合物を除去することができず、電解液を分解させて電池が膨れ、保存特性が悪化する。また、アルミニウム源として、アルミニウムアルコキシドを用いて、かつ溶媒に水を用いた場合、アルミニウムアルコキシドが加水分解して、懸濁液又はスラリー状になるため、リチウム複合酸化物の粒子表面に多量のアルミニウム化合物の微粒子が付着して、遊離アルカリ量を低減させることができず、さらに放電容量が低下する。   When an organic solvent in which an aluminum source is dissolved is used instead of an aluminum aqueous solution, the alkali compound present on the surface of the lithium composite oxide particles cannot be removed, and the battery is swollen by decomposing the electrolyte. , Preservation characteristics deteriorate. Further, when aluminum alkoxide is used as the aluminum source and water is used as the solvent, the aluminum alkoxide is hydrolyzed into a suspension or slurry, so that a large amount of aluminum is formed on the surface of the lithium composite oxide particles. The fine particles of the compound adhere, and the amount of free alkali cannot be reduced, and the discharge capacity is further reduced.

リチウム複合酸化物の粒子をアルミニウム水溶液に接触させる方法は、特に限定されないが、例えば、ビーカーやステンレス槽などに入れたアルミニウム水溶液に、リチウム複合酸化物を加えて、撹拌羽などの攪拌手段を使用して混合したり、ポンプで水溶液を循環してアルミニウム水溶液とリチウム複合酸化物の粉体を混合したりする方法が例示される。また、ろ布の上に置いたリチウム複合酸化物に、アルミニウム水溶液を噴霧して、さらにろ布の下から吸引するといった方法やフィルタープレスによるろ過を用いてもよい。上記の方法で接触させることで、リチウム複合酸化物の粒子表面に存在するアルカリ化合物を効率よく取り除くことができる。また、リチウム複合酸化物にアルミニウム水溶液を接触させる条件は、特に限定されないが、時間は、好ましくは10秒〜8時間が好ましく、1分〜5時間がより好ましく、5分〜3時間が特に好ましい。また、温度は、好ましくは5〜80℃、特に好ましくは、10〜60℃、さらには20〜40℃、圧力は、好ましくは0.5〜3気圧、特に好ましくは大気圧である。   The method of bringing the lithium composite oxide particles into contact with the aqueous aluminum solution is not particularly limited. For example, the lithium composite oxide is added to the aluminum aqueous solution in a beaker or a stainless steel bath, and a stirring means such as a stirring blade is used. And a method of mixing an aqueous solution of aluminum and a powder of lithium composite oxide by circulating an aqueous solution with a pump. Alternatively, a method of spraying an aluminum aqueous solution on the lithium composite oxide placed on the filter cloth and sucking it from under the filter cloth, or filtration with a filter press may be used. By contacting with the above method, the alkali compound present on the surface of the lithium composite oxide particles can be efficiently removed. Moreover, the conditions for bringing the aqueous lithium solution into contact with the lithium composite oxide are not particularly limited, but the time is preferably 10 seconds to 8 hours, more preferably 1 minute to 5 hours, and particularly preferably 5 minutes to 3 hours. . The temperature is preferably 5 to 80 ° C., particularly preferably 10 to 60 ° C., further 20 to 40 ° C., and the pressure is preferably 0.5 to 3 atm, particularly preferably atmospheric pressure.

また、リチウム複合酸化物に接触させるアルミニウム水溶液の割合は、リチウム複合酸化物に対して、質量比で1〜20倍となる範囲が好ましい。リチウム複合酸化物に接触させるアルミニウム水溶液の割合は、なかでも質量比で、3〜10倍がより好ましく、4〜6倍が特に好ましい。このアルミニウム水溶液の割合が上記の範囲にある場合、リチウム複合酸化物をアルミニウム水溶液に十分に接触させることができ、アルカリ化合物を十分に取り除くことができる。混合比が上記よりも多い場合、使用するアルミニウム水溶液の量が多くなり、廃水量が増える傾向がある。   Moreover, the ratio of the aluminum aqueous solution brought into contact with the lithium composite oxide is preferably in a range of 1 to 20 times in terms of mass ratio with respect to the lithium composite oxide. In particular, the ratio of the aluminum aqueous solution brought into contact with the lithium composite oxide is more preferably 3 to 10 times, particularly preferably 4 to 6 times in terms of mass ratio. When the ratio of the aqueous aluminum solution is in the above range, the lithium composite oxide can be sufficiently brought into contact with the aqueous aluminum solution, and the alkali compound can be sufficiently removed. When the mixing ratio is higher than the above, the amount of the aqueous aluminum solution used tends to increase and the amount of waste water tends to increase.

本発明では、リチウム複合酸化物とアルミニウム水溶液との接触後に、リチウム複合酸化物からのアルミニウム水溶液の分離が行われる。かかるアルミニウム水溶液の分離は、リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液に溶出した、遊離アルカリ成分をリチウム複合酸化物から分離せしめるために行なわれる。リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液を分離する方法としては、種々の方法が採用できる。例えばフィルタープレスする方法、吸引ろ過する方法等が挙げられる。   In the present invention, after the contact between the lithium composite oxide and the aqueous aluminum solution, the aqueous aluminum solution is separated from the lithium composite oxide. The separation of the aqueous aluminum solution is performed in order to separate the free alkali component eluted from the lithium composite oxide into the aluminum aqueous solution from the lithium composite oxide. Various methods can be adopted as a method for separating the aqueous aluminum solution from the lithium composite oxide. For example, a filter pressing method, a suction filtration method and the like can be mentioned.

本発明において、リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液を分離することにより、正極材料が得られるが、正極材料は、次いで、加熱処理することが好ましい。加熱温度は、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、400℃以上がさらに好ましく、600℃以上が特に好ましい。また、加熱温度は1000℃以下が好ましく、900℃以下がより好ましく、830℃以下が特に好ましい。加熱温度の下限が上記よりも低い場合、アルミニウム水溶液を分離後の正極材料に残存する水を完全に除去できず、電池性能が低下するおそれがある。一方、加熱温度の上限が上記よりも高い場合、正極材料の粒子が焼結して粗大な粒子を形成して、放電容量の減少や、レート特性が低下することがある。加熱の方法は特に限定されないが、ローラーハースキルンやロータリーキルンなどの連続炉で、好ましくは酸素含有雰囲気で行うのが好ましい。加熱時間は特に限定されないが、1〜24時間が好ましく、2〜18時間がより好ましく、3〜12時間が特に好ましい。   In the present invention, the positive electrode material can be obtained by separating the aqueous aluminum solution from the lithium composite oxide. However, the positive electrode material is preferably subjected to heat treatment next. The heating temperature is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, further preferably 400 ° C. or higher, and particularly preferably 600 ° C. or higher. The heating temperature is preferably 1000 ° C. or lower, more preferably 900 ° C. or lower, and particularly preferably 830 ° C. or lower. When the lower limit of the heating temperature is lower than the above, water remaining in the positive electrode material after separating the aqueous aluminum solution cannot be completely removed, and the battery performance may be deteriorated. On the other hand, when the upper limit of the heating temperature is higher than the above, the particles of the positive electrode material may sinter to form coarse particles, which may reduce the discharge capacity and the rate characteristics. The heating method is not particularly limited, but it is preferably performed in a continuous furnace such as a roller hearth kiln or a rotary kiln, preferably in an oxygen-containing atmosphere. The heating time is not particularly limited, but is preferably 1 to 24 hours, more preferably 2 to 18 hours, and particularly preferably 3 to 12 hours.

本発明により得られる正極材料は、低い遊離アルカリ量を有するが、該遊離アルカリ量は、正極材料に含まれるリチウム含有複合酸化物に対して0.8mol%以下が好ましく、0.7mol%以下がより好ましい。また、リチウム複合酸化物とアルミニウム水溶液の接触時間を短くし、本発明の正極材料を効率よく合成できることから、遊離アルカリ量の下限は0.05mol%が好ましく、この程度であれば電池性能にほとんど影響しない。遊離アルカリ量が上記の範囲にあると、電極製造時に、正極材料のスラリーを集電体などに塗工する際に、スラリーがゲル化しない傾向があり、容易にかつ均一に塗工でき、塗工性が向上する。また、電池を充電して長期間保持した際、又は充放電サイクルを繰り返した際の気体発生を抑え、電池の膨れを防止でき、保存特性が向上する。   The positive electrode material obtained by the present invention has a low free alkali amount, and the free alkali amount is preferably 0.8 mol% or less, and 0.7 mol% or less with respect to the lithium-containing composite oxide contained in the positive electrode material. More preferred. In addition, since the contact time between the lithium composite oxide and the aqueous aluminum solution can be shortened and the positive electrode material of the present invention can be synthesized efficiently, the lower limit of the amount of free alkali is preferably 0.05 mol%. It does not affect. When the amount of free alkali is within the above range, the slurry of the positive electrode material tends not to gel when the electrode material slurry is applied to a current collector during electrode production, and can be applied easily and uniformly. Workability is improved. Further, when the battery is charged and held for a long period of time, or when the charge / discharge cycle is repeated, the generation of gas can be suppressed, the battery can be prevented from being swollen, and the storage characteristics are improved.

本発明における遊離アルカリ量は、正極材料の粒子表面及び粒子の粒界に存在するアルカリ化合物の量と関係する値である。該遊離アルカリ量は、正極材料の粉末1gに水50gを混合して30分攪拌し、ろ過して得られたろ液と、ろ物に水10gを3回かけ洗いした洗液とを合わせた液中におけるアルカリを希塩酸で滴定することで測定される。   The amount of free alkali in the present invention is a value related to the amount of alkali compound present on the particle surface of the positive electrode material and the grain boundary of the particle. The amount of the free alkali is a liquid obtained by mixing 50 g of water with 1 g of the positive electrode material powder, stirring for 30 minutes, and filtering the filtrate obtained by washing the filtrate with 10 g of water three times. It is measured by titrating the alkali in it with dilute hydrochloric acid.

本発明により得られる正極材料には少量のアルミニウムが残存するが、正極材料に含まれるアルミニウムの量は、30〜800ppmが好ましく、50〜750ppmがより好ましく、70〜650ppmが特に好ましい。正極材料に含まれるアルミニウムの量を上記の範囲にすると、充放電サイクル耐久性に優れ、かつ遊離アルカリ量が少ない正極材料が、再現性よく得られるため好ましい。なお、本発明において、この正極材料に含まれるアルミニウム水溶液由来のアルミニウムの量をアルミニウム残量(Al残量)ということがある。このアルミニウム残量は、ICP(誘導結合プラズマ)発光分析法により測定することができる。なお、アルミニウム水溶液と接触させる前のリチウム複合酸化物に予めアルミニウムが含まれる場合、アルミニウム残量(Al残量)は、ICP分析により測定した正極材料に含まれるアルミニウム量から、アルミニウム水溶液との接触前に予め含まれていたアルミニウム量を差し引いた値となる。   Although a small amount of aluminum remains in the positive electrode material obtained by the present invention, the amount of aluminum contained in the positive electrode material is preferably 30 to 800 ppm, more preferably 50 to 750 ppm, and particularly preferably 70 to 650 ppm. When the amount of aluminum contained in the positive electrode material is within the above range, a positive electrode material having excellent charge / discharge cycle durability and a small amount of free alkali can be obtained with good reproducibility. In the present invention, the amount of aluminum derived from the aqueous aluminum solution contained in the positive electrode material is sometimes referred to as the remaining amount of aluminum (the remaining amount of Al). This remaining amount of aluminum can be measured by ICP (inductively coupled plasma) emission spectrometry. In addition, when aluminum is previously contained in the lithium composite oxide before being brought into contact with the aluminum aqueous solution, the remaining amount of aluminum (the remaining amount of Al) is determined based on the amount of aluminum contained in the positive electrode material measured by ICP analysis. This is a value obtained by subtracting the amount of aluminum previously contained in advance.

本発明により得られる正極材料のプレス密度は2.7〜3.6g/cmが好ましく、2.8〜3.4g/cmがより好ましい。なお、本発明においてプレス密度とは、正極材料の粉末5gを0.32t/cmの圧力でプレスしたときの見かけのプレス密度をいう。また、正極材料の粒子の平均粒子径は、8〜25μmが好ましく、10〜20μmがより好ましい。また、正極材料の比表面積は、BET法により測定され、0.1〜1.5m/gが好ましく、0.15〜1.2m/gがより好ましく、0.20〜1.0m/gが特に好ましい。正極材料の平均粒子径の測定は、レーザー散乱粒度分布測定装置(例えば、日機装社製マイクロトラックHRAX−100などを用いる)により得られた体積粒度分布の累積50%の値を意味する。本発明では、この平均粒子径を平均粒子径D50又は単にD50ということがある。また、後述するD10は累積10%の値、D90は累積90%の値を意味する。また、正極材料の粒子が二次粒子からなる場合は、二次粒子の平均粒子径を表し、正極材料の粒子が一次粒子である場合は、一次粒子の平均粒子径を表す。なお、正極材料の粒子形状は、原料に用いるリチウム複合酸化物の形状に影響される。The press density of the positive electrode material obtained by the present invention is preferably 2.7~3.6g / cm 3, more preferably 2.8~3.4g / cm 3. In the present invention, the press density refers to an apparent press density when 5 g of the positive electrode material powder is pressed at a pressure of 0.32 t / cm 2 . Moreover, 8-25 micrometers is preferable and, as for the average particle diameter of the particle | grains of positive electrode material, 10-20 micrometers is more preferable. Further, the specific surface area of the positive electrode material, as measured by the BET method, preferably 0.1~1.5m 2 / g, more preferably 0.15~1.2m 2 / g, 0.20~1.0m 2 / G is particularly preferred. The measurement of the average particle diameter of the positive electrode material means a cumulative 50% value of the volume particle size distribution obtained by a laser scattering particle size distribution measuring apparatus (for example, using Microtrack HRAX-100 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). In the present invention, this average particle size may be referred to as average particle size D50 or simply D50. Further, D10, which will be described later, means a cumulative 10% value, and D90 means a cumulative 90% value. In addition, when the positive electrode material particles are secondary particles, the average particle diameter of the secondary particles is represented, and when the positive electrode material particles are primary particles, the average particle diameter of the primary particles is represented. The particle shape of the positive electrode material is affected by the shape of the lithium composite oxide used as the raw material.

本発明で得られる正極材料からリチウムイオン二次電池用の正極を製造する場合には、正極材料の粉末に、アセチレンブラック、黒鉛、ケッチェンブラックなどのカーボン系導電材と結合材を混合することにより形成される。上記結合材には、好ましくは、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、カルボキシメチルセルロース、アクリル樹脂等が用いられる。本発明により得られるに正極材料の粉末、導電材及び結合材を溶媒又は分散媒を使用して、スラリー又は混練物とせしめる。これをアルミニウム箔、ステンレス箔などの正極集電体に塗布などにより担持せしめてリチウムイオン二次電池用の正極が製造される。   When producing a positive electrode for a lithium ion secondary battery from the positive electrode material obtained in the present invention, a carbon-based conductive material such as acetylene black, graphite, or ketjen black and a binder are mixed into the positive electrode material powder. It is formed by. For the binder, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyamide, carboxymethyl cellulose, acrylic resin, or the like is preferably used. The powder of the positive electrode material, the conductive material, and the binder obtained by the present invention are made into a slurry or a kneaded material using a solvent or a dispersion medium. This is supported on a positive electrode current collector such as an aluminum foil or a stainless steel foil by coating or the like to produce a positive electrode for a lithium ion secondary battery.

本発明で得られる正極材料を用いたリチウムイオン二次電池において、セパレータとしては、多孔質ポリエチレン、多孔質ポリプロピレンのフィルムなどが使用される。また、電池の電解質溶液の溶媒としては、種々の溶媒が使用できるが、なかでも炭酸エステルが好ましい。炭酸エステルは環状、鎖状いずれも使用できる。環状炭酸エステルとしては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート(EC)などが例示される。鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネートなどが例示される。   In the lithium ion secondary battery using the positive electrode material obtained in the present invention, a porous polyethylene film, a porous polypropylene film, or the like is used as the separator. Various solvents can be used as the solvent for the electrolyte solution of the battery, and among them, carbonate ester is preferable. The carbonate ester can be either cyclic or chain. Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate and ethylene carbonate (EC). Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, and the like.

本発明では、上記炭酸エステルを単独で又は2種以上を混合して使用できる。また、他の溶媒と混合して使用してもよい。また、負極活物質の材料によっては、鎖状炭酸エステルと環状炭酸エステルを併用すると、放電特性、サイクル耐久性、充放電効率が改良できる場合がある。   In this invention, the said carbonate ester can be used individually or in mixture of 2 or more types. Moreover, you may mix and use with another solvent. Moreover, depending on the material of the negative electrode active material, when a chain carbonate ester and a cyclic carbonate ester are used in combination, discharge characteristics, cycle durability, and charge / discharge efficiency may be improved.

また、本発明で得られる正極材料を用いたリチウムイオン二次電池においては、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(例えば、アトケム社製:商品名カイナー)又はフッ化ビニリデン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体を含むゲルポリマー電解質を電解質に用いてもよい。上記の電解質溶媒又はポリマー電解質に添加される溶質としては、ClO 、CFSO 、BF 、PF 、AsF 、SbF 、CFCO 、(CFSOなどをアニオンとするリチウム塩のいずれか1種以上が好ましく使用される。電解質溶媒又はポリマー電解質に含有されるリチウム塩の濃度は、0.2〜2.0mol/l(リットル)が好ましく、0.5〜1.5mol/lが特に好ましい。この濃度範囲の場合、イオン伝導度が大きく、電解質の電気伝導度が増大する。In the lithium ion secondary battery using the positive electrode material obtained in the present invention, a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (for example, product name: Kyner manufactured by Atchem Co.) or vinylidene fluoride-perfluoropropyl vinyl ether is used. A gel polymer electrolyte containing a copolymer may be used as the electrolyte. Solutes added to the electrolyte solvent or polymer electrolyte include ClO 4 , CF 3 SO 3 , BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , CF 3 CO 2 , (CF 3 Any one or more of lithium salts having SO 2 ) 2 N or the like as an anion is preferably used. The concentration of the lithium salt contained in the electrolyte solvent or polymer electrolyte is preferably 0.2 to 2.0 mol / l (liter), particularly preferably 0.5 to 1.5 mol / l. In this concentration range, the ionic conductivity is large, and the electrical conductivity of the electrolyte is increased.

本発明で得られる正極材料を用いたリチウムイオン二次電池において、負極活物質には、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な材料が用いられる。この負極活物質を形成する材料は特に限定されないが、例えばリチウム金属、リチウム合金、炭素材料、周期表14、又は15族の金属を主体とした酸化物、炭素化合物、炭化ケイ素化合物、酸化ケイ素化合物、硫化チタン、炭化ホウ素化合物などが挙げられる。炭素材料としては、種々の熱分解条件で有機物を熱分解したものや人造黒鉛、天然黒鉛、土壌黒鉛、膨張黒鉛、鱗片状黒鉛などを使用できる。また、酸化物としては、酸化スズを主体とする化合物が使用できる。負極集電体としては、銅箔、ニッケル箔などが用いられる。かかる負極は、上記活物質を有機溶媒と混練してスラリーとし、該スラリーを金属箔集電体に塗布、乾燥、プレスして得ることにより好ましくは製造される。
本発明で得られる正極材料を用いたリチウム電池の形状には特に制約はない。シート状、フィルム状、折り畳み状、巻回型有底円筒形、ボタン形などが用途に応じて選択される。
In the lithium ion secondary battery using the positive electrode material obtained in the present invention, a material capable of inserting and extracting lithium ions is used as the negative electrode active material. The material for forming the negative electrode active material is not particularly limited. For example, an oxide, a carbon compound, a silicon carbide compound, or a silicon oxide compound mainly composed of lithium metal, lithium alloy, carbon material, periodic table 14 or group 15 metal. , Titanium sulfide, boron carbide compounds and the like. As the carbon material, those obtained by pyrolyzing an organic substance under various pyrolysis conditions, artificial graphite, natural graphite, soil graphite, expanded graphite, flake graphite, and the like can be used. As the oxide, a compound mainly composed of tin oxide can be used. As the negative electrode current collector, a copper foil, a nickel foil, or the like is used. Such a negative electrode is preferably produced by kneading the active material with an organic solvent to form a slurry, and applying the slurry to a metal foil current collector, drying, and pressing.
There is no restriction | limiting in particular in the shape of the lithium battery using the positive electrode material obtained by this invention. A sheet shape, a film shape, a folded shape, a wound-type bottomed cylindrical shape, a button shape, or the like is selected depending on the application.

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。以下の例1〜例5、例11〜例16及び例20〜例29が実施例であり、例6〜例10及び例17〜例19が比較例である。
[例1]
ニッケル、コバルト、マンガンの原子比がNi:Co:Mn=6:2:2となるように硫酸ニッケルと硫酸コバルトと硫酸マンガンを溶解した水溶液に、水溶液のpHが11.0、温度が50℃になるように、硫酸アンモニウム水溶液と、水酸化ナトリウム水溶液とを、撹拌しながら連続的に供給して、共沈物を析出させた。オーバーフロー方式で反応系内の液量を調節し、オーバーフローした共沈スラリーをろ過、水洗し、次いで80℃で乾燥することにより、ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物の粉末を得た。該複合水酸化物の粉末の比表面積は5.6m/g、平均粒子径D50は11.8μmであった。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited to these Examples. Examples 1 to 5 below, Examples 11 to 16 and Examples 20 to 29 are examples, and Examples 6 to 10 and Examples 17 to 19 are comparative examples.
[Example 1]
In an aqueous solution in which nickel sulfate, cobalt sulfate, and manganese sulfate are dissolved so that the atomic ratio of nickel, cobalt, and manganese is Ni: Co: Mn = 6: 2: 2, the pH of the aqueous solution is 11.0 and the temperature is 50 ° C. Then, an aqueous solution of ammonium sulfate and an aqueous solution of sodium hydroxide were continuously supplied with stirring to precipitate a coprecipitate. The amount of liquid in the reaction system was adjusted by the overflow method, and the overflowed coprecipitation slurry was filtered, washed with water, and then dried at 80 ° C. to obtain a nickel cobalt manganese composite hydroxide powder. The composite hydroxide powder had a specific surface area of 5.6 m 2 / g and an average particle diameter D50 of 11.8 μm.

得られた複合水酸化物の粉末に水酸化リチウムの粉末を混合し、大気雰囲気中で、500℃で10時間、焼成した。得られた焼成物を再び混合して、900℃で24時間、焼成して、粉砕することにより、Li1.02(Ni0.6Co0.2Mn0.20.98の組成を有するリチウム複合酸化物の粉末を得た。該粉末について、CuKα線を使用した粉末X線回折スペクトルを測定したところ、菱面体晶系(R−3m)の類似構造であることがわかった。測定には、リガク社製RINT 2100型を用いた。また、上記粉末について、走査型電子顕微鏡(以下、SEMという)を用いて、粒子を観察したところ、多数の一次粒子が凝集した二次粒子であった。また、ICPを用いて、上記粉末に含まれるアルミニウム量を測定したところ、20ppmであった。Lithium hydroxide powder was mixed with the obtained composite hydroxide powder and fired at 500 ° C. for 10 hours in the air atmosphere. The obtained fired product was mixed again, fired at 900 ° C. for 24 hours, and pulverized to obtain Li 1.02 (Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 ) 0.98 O 2 . A lithium composite oxide powder having a composition was obtained. When the powder X-ray diffraction spectrum using CuKα ray was measured for the powder, it was found to have a rhombohedral (R-3m) similar structure. For measurement, RINT 2100 type manufactured by Rigaku Corporation was used. Further, when the particles were observed with respect to the powder using a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM), they were secondary particles in which a large number of primary particles were aggregated. Moreover, it was 20 ppm when the amount of aluminum contained in the said powder was measured using ICP.

次いで、アルミニウム含量が5.39質量%のポリ塩化アルミニウム水溶液(多木化学社製 PAC250A)2gに水を加えて1000gとし、アルミニウム濃度が108ppmのアルミニウム水溶液を作製した。該アルミニウム水溶液1000gに上記リチウム複合酸化物の粉末200gを加えて得られるスラリー状の液を10分間撹拌した。次いで、得られた液を5C番のろ紙を用いて吸引ろ過して液を分離して粒状物を得た。なお、攪拌と分離の操作は室温で行った。アルミニウム水溶液のpHは4.4であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.6であった。この粒状物を120℃で5時間加熱し、次いで、400℃で5時間加熱した。得られた粒状物を篩いに通して、正極材料の粉末を得た。攪拌、分離、加熱の操作は全て大気雰囲気下で行った。正極材料の平均粒子径D50は15.7μm、D10は8.0μm、D90は31.0μmであり、比表面積は0.78m/gであった。
上記正極材料の粉末1gと水50gとを混合し30分撹拌して得られたスラリーをろ過して、ろ液を0.02mol/Lの塩酸水溶液でpHが4.0に至るまで滴定した。滴定に使用した塩酸量から正極材料の遊離アルカリ量を求めたところ、遊離アルカリ量は0.47mol%であった。
Subsequently, water was added to 2 g of polyaluminum chloride aqueous solution (PAC 250A manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.) having an aluminum content of 5.39% by mass to obtain 1000 g, and an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 108 ppm was prepared. A slurry liquid obtained by adding 200 g of the lithium composite oxide powder to 1000 g of the aluminum aqueous solution was stirred for 10 minutes. Subsequently, the obtained liquid was subjected to suction filtration using No. 5C filter paper, and the liquid was separated to obtain a granular material. The stirring and separation operations were performed at room temperature. The pH of the aqueous aluminum solution was 4.4, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.6. The granulate was heated at 120 ° C. for 5 hours and then at 400 ° C. for 5 hours. The obtained granular material was passed through a sieve to obtain a positive electrode material powder. Stirring, separation, and heating were all performed in an air atmosphere. The average particle diameter D50 of the positive electrode material was 15.7 μm, D10 was 8.0 μm, D90 was 31.0 μm, and the specific surface area was 0.78 m 2 / g.
The slurry obtained by mixing 1 g of the positive electrode material powder and 50 g of water and stirring for 30 minutes was filtered, and the filtrate was titrated with a 0.02 mol / L aqueous hydrochloric acid solution until the pH reached 4.0. When the amount of free alkali of the positive electrode material was determined from the amount of hydrochloric acid used for titration, the amount of free alkali was 0.47 mol%.

得られた正極材料の粒子は、プレス密度が2.77g/cmであり、粒子に含まれるアルミニウム量は160ppmであった。つまり、アルミニウム水溶液由来のアルミニウムの量、すなわちアルミニウム残量(Al残量)は140ppmであった。
上記正極材料の粉末と、アセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデン粉末とを90/5/5の重量比で混合し、N−メチルピロリドンを添加してスラリーを作製し、これを厚さ20μmのアルミニウム箔にドクターブレードを用いて片面塗工した。得られたアルミニウムシートを乾燥し、ロールプレス圧延を3回行うことによりリチウム電池用の正極体シートを作製した。
The particles of the obtained positive electrode material had a press density of 2.77 g / cm 3 and the amount of aluminum contained in the particles was 160 ppm. That is, the amount of aluminum derived from the aqueous aluminum solution, that is, the remaining amount of aluminum (the remaining amount of Al) was 140 ppm.
The positive electrode material powder, acetylene black, and polyvinylidene fluoride powder are mixed at a weight ratio of 90/5/5, N-methylpyrrolidone is added to prepare a slurry, and this is an aluminum foil having a thickness of 20 μm. One side coating was performed using a doctor blade. The obtained aluminum sheet was dried and roll press rolled three times to produce a positive electrode sheet for a lithium battery.

次に、前記の正極体シートを正極に用い、厚さ500μmの金属リチウム箔を負極に用い、負極集電体にニッケル箔20μmを用い、セパレータには厚さ25μmの多孔質ポリプロピレンを用い、さらに電解液には、濃度1MのLiPF/EC+DEC(1:1)溶液(LiPFを溶質とするECとDECとの体積比(1:1)の混合溶液を意味する)を用いてステンレス製簡易密閉セル型リチウム電池をアルゴングローブボックス内で組み立てた。Next, the positive electrode sheet is used as a positive electrode, a metal lithium foil having a thickness of 500 μm is used as a negative electrode, a nickel foil of 20 μm is used as a negative electrode current collector, and a porous polypropylene having a thickness of 25 μm is used as a separator. For the electrolyte, a 1M LiPF 6 / EC + DEC (1: 1) solution (meaning a mixed solution of EC and DEC with a volume ratio (1: 1) of LiPF 6 as a solute) is used. A sealed cell type lithium battery was assembled in an argon glove box.

その簡易密閉セル型リチウム電池を、25℃にて正極活物質1gにつき170mAの電流で上限電圧4.3Vとし、CCCVモード3時間(170mAの一定電流で充電を行い、電池電圧が上限電圧に達した後は上限電圧の一定電圧で充電を行った。合計の充電時間を3時間とする)で充電した後、正極活物質1gにつき85mAの電流値で2.75Vまで放電して、初期放電容量を求めた。また、この電池について、同じ条件で充電と放電を繰り返し、充放電サイクル試験を30回行った。その結果、25℃、2.75〜4.3Vに置ける正極活物質の初期放電容量は170.2mAh/gであり、30回充放電サイクル後の容量維持率は93.4%であった。   The simple sealed cell type lithium battery is charged at a current of 170 mA per 1 g of the positive electrode active material at 25 ° C. with an upper limit voltage of 4.3 V and charged for 3 hours in the CCCV mode (constant current of 170 mA, and the battery voltage reaches the upper limit voltage. Then, the battery was charged at a constant voltage of the upper limit voltage (the total charging time was 3 hours), and then discharged to 2.75 V at a current value of 85 mA per 1 g of the positive electrode active material to obtain an initial discharge capacity. Asked. Moreover, about this battery, charge and discharge were repeated on the same conditions, and the charge / discharge cycle test was done 30 times. As a result, the initial discharge capacity of the positive electrode active material placed at 25 ° C. and 2.75 to 4.3 V was 170.2 mAh / g, and the capacity retention rate after 30 charge / discharge cycles was 93.4%.

[例2]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム濃度が162ppmのアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして、正極材料を合成して、各特性を測定した。アルミニウム水溶液のpHは4.3であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.4であった。その結果、得られた正極材料の平均粒子径D50は16.1μm、D10は8.2μm、D90は32.8μmであり、比表面積は0.81m/gであり、プレス密度は2.76g/cmであった。また、得られた正極材料の遊離アルカリ量は0.67mol%であり、アルミニウム残量は590ppmであった。初期放電容量は167.3mAh/gであり、30回充放電サイクル後の容量維持率は90.1%であった。
[Example 2]
A positive electrode material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 162 ppm was used as the aluminum aqueous solution, and each characteristic was measured. The pH of the aqueous aluminum solution was 4.3, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.4. As a result, the average particle diameter D50 of the obtained positive electrode material was 16.1 μm, D10 was 8.2 μm, D90 was 32.8 μm, the specific surface area was 0.81 m 2 / g, and the press density was 2.76 g. / Cm 3 . Moreover, the amount of free alkalis of the obtained positive electrode material was 0.67 mol%, and the residual amount of aluminum was 590 ppm. The initial discharge capacity was 167.3 mAh / g, and the capacity retention rate after 30 charge / discharge cycles was 90.1%.

[例3]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム濃度が54ppmのアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして、正極材料を合成して、各特性を測定した。アルミニウム水溶液のpHは4.7であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.7であった。その結果、得られた正極材料の平均粒子径D50は15.8μm、D10は8.0μm、D90は31.5μmであり、比表面積は0.68m/gであり、プレス密度は2.82g/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.49mol%であり、アルミニウム残量は65ppmであった。初期放電容量は164.4mAh/gであり、容量維持率は90.3%であった。
[Example 3]
A positive electrode material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 54 ppm was used as the aluminum aqueous solution, and each characteristic was measured. The pH of the aqueous aluminum solution was 4.7, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.7. As a result, the average particle diameter D50 of the obtained positive electrode material was 15.8 μm, D10 was 8.0 μm, D90 was 31.5 μm, the specific surface area was 0.68 m 2 / g, and the press density was 2.82 g. / Cm 3 . The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.49 mol%, and the remaining amount of aluminum was 65 ppm. The initial discharge capacity was 164.4 mAh / g, and the capacity retention rate was 90.3%.

[例4]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム濃度が27ppmのアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして、正極材料を合成して、各特性を測定した。アルミニウム水溶液のpHは5.0であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.7であった。その結果、得られた正極材料の平均粒子径D50は15.0μm、D10は7.8μm、D90は31.1μmであり、比表面積は0.85m/gであり、プレス密度は2.80g/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.54mol%であり、アルミニウム残量は45ppmであった。初期放電容量は168.0mAh/gであり、容量維持率は86.1%であった。
[Example 4]
A positive electrode material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 27 ppm was used as the aluminum aqueous solution, and each characteristic was measured. The pH of the aqueous aluminum solution was 5.0, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.7. As a result, the obtained positive electrode material had an average particle diameter D50 of 15.0 μm, D10 of 7.8 μm, D90 of 31.1 μm, a specific surface area of 0.85 m 2 / g, and a press density of 2.80 g. / Cm 3 . The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.54 mol%, and the remaining amount of aluminum was 45 ppm. The initial discharge capacity was 168.0 mAh / g, and the capacity retention rate was 86.1%.

[例5]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム濃度が11ppmのアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして、正極材料を合成して、各特性を測定した。アルミニウム水溶液のpH5.5はであり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.9であった。その結果、得られた正極材料の平均粒子径D50は11.0μm、D10は6.9μm、D90は19.7μmであり、比表面積は0.81m/gであり、プレス密度は2.76g/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.54mol%であり、アルミニウム残量は34ppmであった。初期放電容量は168.8mAh/gであり、容量維持率は84.3%であった。
[Example 5]
A positive electrode material was synthesized and each characteristic was measured in the same manner as in Example 1 except that an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 11 ppm was used as the aluminum aqueous solution. The pH of the aqueous aluminum solution was 5.5, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.9. As a result, the average particle diameter D50 of the obtained positive electrode material was 11.0 μm, D10 was 6.9 μm, D90 was 19.7 μm, the specific surface area was 0.81 m 2 / g, and the press density was 2.76 g. / Cm 3 . The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.54 mol%, and the remaining amount of aluminum was 34 ppm. The initial discharge capacity was 168.8 mAh / g, and the capacity retention rate was 84.3%.

[例6]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム濃度が1ppmのアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして、正極材料を合成して、各特性を測定した。アルミニウム水溶液のpHは5.8であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.9であった。その結果、得られた正極材料の平均粒子径D50は11.0μm、D10は6.9μm、D90は19.8μmであり、比表面積は0.81m/gであり、プレス密度は2.77g/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.57mol%であり、粒子に含まれるアルミニウム量は20ppmであり、アルミニウム水溶液由来のアルミニウムの量は確認できなかった。アルミニウム残量は10ppm以下であった。初期放電容量は168.3mAh/gであり、容量維持率は78.4%であった。
[Example 6]
A positive electrode material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 1 ppm was used as the aluminum aqueous solution, and each characteristic was measured. The pH of the aqueous aluminum solution was 5.8, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.9. As a result, the average particle diameter D50 of the obtained positive electrode material was 11.0 μm, D10 was 6.9 μm, D90 was 19.8 μm, the specific surface area was 0.81 m 2 / g, and the press density was 2.77 g. / Cm 3 . The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.57 mol%, the amount of aluminum contained in the particles was 20 ppm, and the amount of aluminum derived from the aqueous aluminum solution could not be confirmed. The remaining amount of aluminum was 10 ppm or less. The initial discharge capacity was 168.3 mAh / g, and the capacity retention rate was 78.4%.

[例7]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム濃度が270ppmのアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして、正極材料を合成して、各特性を測定した。アルミニウム水溶液のpHは4.0であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.3であった。その結果、得られた正極材料の平均粒子径D50は15.7μm、D10は7.9μm、D90は31.6μmであり、比表面積は0.87m/gであり、プレス密度は2.77g/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.82mol%であり、アルミニウム残量は1060ppmであった。例1と同様の操作で電極の塗工を行ったところ、塗工性が悪く、塗工、乾燥、ローラープレスした後の電極の一部でアルミニウム箔から正極材料の剥落が確認された。剥落のなかった電極部位を用いて電池を作製したところ、初期放電容量は165.0mAh/gであり、容量維持率は88.6%であった。
[Example 7]
A positive electrode material was synthesized and each characteristic was measured in the same manner as in Example 1 except that an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 270 ppm was used as the aluminum aqueous solution. The pH of the aqueous aluminum solution was 4.0, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.3. As a result, the average particle diameter D50 of the obtained positive electrode material was 15.7 μm, D10 was 7.9 μm, D90 was 31.6 μm, the specific surface area was 0.87 m 2 / g, and the press density was 2.77 g. / Cm 3 . The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.82 mol%, and the remaining amount of aluminum was 1060 ppm. When the electrode was applied in the same manner as in Example 1, the coatability was poor, and peeling of the positive electrode material from the aluminum foil was confirmed in a part of the electrode after coating, drying and roller pressing. When a battery was produced using the electrode part that did not peel off, the initial discharge capacity was 165.0 mAh / g, and the capacity retention rate was 88.6%.

[例8]
アルミニウム水溶液の代わりに純水を使用した他は例1と同様にして、正極材料を合成して、各特性を測定した。水のpHは6.7であり、分離後の水のpHは12.1であった。その結果、得られた正極材料の平均粒子径D50は15.9μm、D10は8.2μm、D90は28.2μmであり、比表面積は0.92m/gであり、プレス密度は2.70g/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.63mol%であった。初期放電容量は164.4mAh/gであり、容量維持率は74.2%であった。
[Example 8]
A positive electrode material was synthesized and each characteristic was measured in the same manner as in Example 1 except that pure water was used instead of the aluminum aqueous solution. The pH of water was 6.7, and the pH of water after separation was 12.1. As a result, the average particle diameter D50 of the obtained positive electrode material was 15.9 μm, D10 was 8.2 μm, D90 was 28.2 μm, the specific surface area was 0.92 m 2 / g, and the press density was 2.70 g. / Cm 3 . The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.63 mol%. The initial discharge capacity was 164.4 mAh / g, and the capacity retention rate was 74.2%.

[例9]
例1において、アルミニウム水溶液と接触させなかった他は例1と同様にして、正極材料を合成した。すなわち、例1で得られたLi1.02(Ni0.6Co0.2Mn0.20.98の組成を有するリチウム複合酸化物をそのまま正極材料として用いて、各特性を測定した。この正極材料の平均粒子径D50は14.0μm、D10は7.6μm、D90は28.5μmであり、比表面積は0.29m/gであり、プレス密度は2.79g/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は1.27mol%であった。例1と同様の操作で電極の塗工を行ったところ、塗工性が悪く、塗工、乾燥、ローラープレスした後の電極の一部でアルミニウム箔から正極材料の剥落が確認された。剥落のなかった電極部位を用いて電池を作製したところ、初期放電容量は167.7mAh/gであり、容量維持率は94.7%であった。
[Example 9]
A positive electrode material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that it was not brought into contact with the aqueous aluminum solution in Example 1. That is, using the lithium composite oxide having a composition of Li 1.02 (Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 ) 0.98 O 2 obtained in Example 1 as a positive electrode material as it is, It was measured. This positive electrode material had an average particle diameter D50 of 14.0 μm, D10 of 7.6 μm, D90 of 28.5 μm, a specific surface area of 0.29 m 2 / g, and a press density of 2.79 g / cm 3. It was. The amount of free alkali of this positive electrode material was 1.27 mol%. When the electrode was applied in the same manner as in Example 1, the coatability was poor, and peeling of the positive electrode material from the aluminum foil was confirmed in a part of the electrode after coating, drying and roller pressing. When a battery was produced using the electrode part that did not peel off, the initial discharge capacity was 167.7 mAh / g, and the capacity retention rate was 94.7%.

[例10]
アルミニウム含量が4.4質量%の塩基性乳酸アルミニウム(多木化学社製)水溶液2.4gに水を加えて30gとし、アルミニウム水溶液を得た。例1と同様にして合成したLi1.02(Ni0.6Co0.2Mn0.20.98の組成を有するリチウム複合酸化物の粉末に、このアルミニウム水溶液を加えて、混合して、ろ過することなく、かき混ぜながら80℃で加熱して、乾燥させた。次いでこの混合物を350℃で5時間加熱して、正極材料の粉末を得た。この正極材料の平均粒子径D50は15.0μm、D10は7.8μm、D90は30.2μmであり、比表面積は0.41m/gであり、プレス密度は2.74g/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は1.12mol%であり、アルミニウム残量は540ppmであった。例1と同様の操作で電極の塗工を行ったところ、塗工性が悪く、塗工、乾燥、ローラープレスした後の電極の一部でアルミニウム箔から正極材料の剥落が確認された。剥落のなかった電極部位を用いて電池を作製したところ、初期放電容量は168.3mAh/gであり、容量維持率は94.3%であった。
[Example 10]
Water was added to 2.4 g of an aqueous solution of basic aluminum lactate (manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.) having an aluminum content of 4.4% by mass to obtain 30 g of an aqueous aluminum solution. The aluminum aqueous solution was added to a lithium composite oxide powder having a composition of Li 1.02 (Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 ) 0.98 O 2 synthesized in the same manner as in Example 1, It mixed and it heated at 80 degreeC, stirring, without filtering, and was made to dry. The mixture was then heated at 350 ° C. for 5 hours to obtain a positive electrode material powder. The positive electrode material had an average particle diameter D50 of 15.0 μm, D10 of 7.8 μm, D90 of 30.2 μm, a specific surface area of 0.41 m 2 / g, and a press density of 2.74 g / cm 3. It was. The amount of free alkali of this positive electrode material was 1.12 mol%, and the remaining amount of aluminum was 540 ppm. When the electrode was applied in the same manner as in Example 1, the coatability was poor, and peeling of the positive electrode material from the aluminum foil was confirmed in a part of the electrode after coating, drying and roller pressing. When a battery was fabricated using the electrode part that did not peel off, the initial discharge capacity was 168.3 mAh / g, and the capacity retention rate was 94.3%.

[例11]
コバルト、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウムの原子比がCo:Al:Mg:Zr=0.969:0.015:0.015:0.001となるように硫酸コバルトと硫酸アルミニウムと硫酸マグネシウムと硫酸ジルコニウムを溶解した水溶液に、pHが11.0、温度が50℃になるように、硫酸アンモニウム水溶液と、水酸化ナトリウム水溶液とを、攪拌しながら連続的に供給して、共沈物を析出させた。オーバーフロー方式で反応系内の液量を調節し、オーバーフローした共沈スラリーをろ過、水洗し、ついで80℃で乾燥することにより、コバルトアルミニウムマグネシウムジルコニウム複合水酸化物の粉末を得た。該複合水酸化物の粉末の比表面積は5.0m/g、平均粒子径D50は12.7μmであり、粉末に含有されるアルミニウム量は4100ppmであった。
[Example 11]
Cobalt sulfate, aluminum sulfate, magnesium sulfate and zirconium sulfate are used so that the atomic ratio of cobalt, aluminum, magnesium and zirconium is Co: Al: Mg: Zr = 0.969: 0.015: 0.015: 0.001. To the dissolved aqueous solution, an aqueous ammonium sulfate solution and an aqueous sodium hydroxide solution were continuously supplied with stirring so that the pH was 11.0 and the temperature was 50 ° C. to precipitate a coprecipitate. The amount of liquid in the reaction system was adjusted by the overflow method, and the overflowed coprecipitation slurry was filtered, washed with water, and then dried at 80 ° C. to obtain cobalt aluminum magnesium zirconium composite hydroxide powder. The composite hydroxide powder had a specific surface area of 5.0 m 2 / g, an average particle diameter D50 of 12.7 μm, and the amount of aluminum contained in the powder was 4100 ppm.

こうして得られた複合水酸化物に炭酸リチウムを所定量混合し、大気雰囲気中で、1000℃15時間焼成した後、粉砕することにより、Li1.02(Co0.969Al0.015Mg0.015Zr0.0010.98の組成を有するリチウム複合酸化物の粉末を得た。このリチウム複合酸化物の粒子に関して、SEMで観察すると、一次粒子からなる、ほぼ球状又は楕円状の粒子であった。このリチウム複合酸化物を用いた他は、例1と同様にしてアルミニウム水溶液と接触させた後、ろ過して、リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液を分離して正極材料の粉末を得た。アルミニウム水溶液のpHは4.4であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは10.8であった。A predetermined amount of lithium carbonate was mixed with the composite hydroxide thus obtained, calcined at 1000 ° C. for 15 hours in the air atmosphere, and then pulverized to obtain Li 1.02 (Co 0.969 Al 0.015 Mg 0 .015 Zr 0.001 ) 0.98 O 2 lithium composite oxide powder was obtained. When this lithium composite oxide particle was observed by SEM, it was a substantially spherical or elliptical particle composed of primary particles. Except that this lithium composite oxide was used, it was contacted with an aqueous aluminum solution in the same manner as in Example 1, followed by filtration to separate the aqueous aluminum solution from the lithium composite oxide to obtain a positive electrode material powder. The pH of the aqueous aluminum solution was 4.4, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 10.8.

得られた正極材料の平均粒子径D50は13.7μm、D10は8.7μm、D90は21.6μmであり、比表面積は0.36m/gであり、プレス密度は2.91/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.10mol%であり、粒子に含まれるアルミニウム量は4240ppmであり、つまり、アルミニウム水溶液由来のアルミニウムの量、すなわちアルミニウム残量(Al残量)は140ppmであった。初期放電容量は143.0mAh/gであり、容量維持率は98.4%であった。The obtained positive electrode material has an average particle diameter D50 of 13.7 μm, D10 of 8.7 μm, D90 of 21.6 μm, a specific surface area of 0.36 m 2 / g, and a press density of 2.91 / cm 3. Met. The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.10 mol%, and the amount of aluminum contained in the particles was 4240 ppm. That is, the amount of aluminum derived from the aqueous aluminum solution, that is, the remaining amount of aluminum (the remaining amount of Al) was 140 ppm. . The initial discharge capacity was 143.0 mAh / g, and the capacity retention rate was 98.4%.

[例12]
ニッケル、コバルト、マンガンの原子比がNi:Co:Mn=3:3:3となるように硫酸ニッケルと硫酸コバルトと硫酸マンガンを溶解した水溶液に、水溶液のpHが11.0、温度が50℃になるように、硫酸アンモニウム水溶液と、水酸化ナトリウム水溶液とを、撹拌しながら連続的に供給して、共沈物を析出させた。オーバーフロー方式で反応系内の液量を調節し、オーバーフローした共沈スラリーをろ過、水洗し、ついで80℃で乾燥することにより、ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物の粉末を得た。該複合水酸化物の粉末の比表面積は11.0m/g、平均粒子径D50は10.8μmであり、粉末に含有されるアルミニウム量は20ppmであった。
[Example 12]
In an aqueous solution in which nickel sulfate, cobalt sulfate, and manganese sulfate are dissolved so that the atomic ratio of nickel, cobalt, and manganese is Ni: Co: Mn = 3: 3: 3, the pH of the aqueous solution is 11.0 and the temperature is 50 ° C. Then, an aqueous solution of ammonium sulfate and an aqueous solution of sodium hydroxide were continuously supplied with stirring to precipitate a coprecipitate. The amount of liquid in the reaction system was adjusted by an overflow method, the overflowed coprecipitation slurry was filtered, washed with water, and then dried at 80 ° C. to obtain a nickel cobalt manganese composite hydroxide powder. The composite hydroxide powder had a specific surface area of 11.0 m 2 / g, an average particle diameter D50 of 10.8 μm, and the amount of aluminum contained in the powder was 20 ppm.

こうして得られた複合水酸化物の粉末に炭酸リチウム粉末を所定量混合し、大気雰囲気中で、1000℃で15時間焼成した後、粉砕することにより、Li1.02(Ni0.333Co0.333Mn0.3330.98の組成を有するリチウム複合酸化物の粉末を得た。このリチウム複合酸化物の粒子に関して、SEMで観察すると、多数の一次粒子が凝集した二次粒子であり、二次粒子の形状は、ほぼ球状又は楕円状であった。このリチウム複合酸化物を用いた他は、例1と同様にしてアルミニウム水溶液と接触させた後、ろ過して、リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液を分離して、正極材料の粉末を得た。アルミニウム水溶液のpHは4.4であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.2であった。A predetermined amount of lithium carbonate powder was mixed with the composite hydroxide powder thus obtained, and calcined in air at 1000 ° C. for 15 hours and then pulverized to obtain Li 1.02 (Ni 0.333 Co 0 .333 Mn 0.333 ) 0.98 O 2 lithium composite oxide powder was obtained. When this lithium composite oxide particle was observed by SEM, it was a secondary particle in which a large number of primary particles were aggregated, and the shape of the secondary particle was almost spherical or elliptical. Except that this lithium composite oxide was used, it was brought into contact with an aqueous aluminum solution in the same manner as in Example 1, followed by filtration to separate the aqueous aluminum solution from the lithium composite oxide to obtain a positive electrode material powder. The pH of the aqueous aluminum solution was 4.4, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.2.

得られた正極材料の平均粒子径D50は11.9μm、D10は7.4μm、D90は19.8μmであり、比表面積は0.56m/gであり、プレス密度は2.83/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.26mol%であり、アルミニウム残量は120ppmであった。初期放電容量は149mAh/gであり、容量維持率は93.9%であった。The obtained positive electrode material had an average particle diameter D50 of 11.9 μm, D10 of 7.4 μm, D90 of 19.8 μm, a specific surface area of 0.56 m 2 / g, and a press density of 2.83 / cm 3. Met. The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.26 mol%, and the remaining amount of aluminum was 120 ppm. The initial discharge capacity was 149 mAh / g, and the capacity retention rate was 93.9%.

[例13]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム源に硫酸アルミニウムを用い、アルミニウム濃度が85ppmであるアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして正極材料の粉末を合成した。正極材料の平均粒子径D50は15.5μm、D10は7.9μm、D90は32.0μmであり、比表面積は0.82m/gであり、プレス密度は2.81/cmであった。この材料の遊離アルカリ量は0.55mol%であり、アルミニウム残量は140ppmであった。初期放電容量は173.2mAh/gであり、容量維持率は90.9%であった。
[Example 13]
The powder of the positive electrode material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that aluminum sulfate was used as the aluminum source and an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 85 ppm was used. The average particle diameter D50 of the positive electrode material was 15.5 μm, D10 was 7.9 μm, D90 was 32.0 μm, the specific surface area was 0.82 m 2 / g, and the press density was 2.81 / cm 3 . . The amount of free alkali of this material was 0.55 mol%, and the remaining amount of aluminum was 140 ppm. The initial discharge capacity was 173.2 mAh / g, and the capacity retention rate was 90.9%.

[例14]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム源にアルミン酸ナトリウムを用い、アルミニウム濃度が99ppmであるアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして正極材料の粉末を合成した。アルミニウム水溶液のpHは10.9であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.8であった。正極材料の平均粒子径D50は14.5μm、D10は7.8μm、D90は30.4μmであり、比表面積は0.75m/gであり、プレス密度は2.71/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.55mol%であり、アルミニウム残量は56ppmであった。初期放電容量は172.4mAh/gであり、容量維持率は91.4%であった。
[Example 14]
A positive electrode material powder was synthesized in the same manner as in Example 1 except that sodium aluminate was used as the aluminum source and an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 99 ppm was used. The pH of the aqueous aluminum solution was 10.9, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.8. The average particle diameter D50 of the positive electrode material was 14.5 μm, D10 was 7.8 μm, D90 was 30.4 μm, the specific surface area was 0.75 m 2 / g, and the press density was 2.71 / cm 3 . . The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.55 mol%, and the remaining amount of aluminum was 56 ppm. The initial discharge capacity was 172.4 mAh / g, and the capacity retention rate was 91.4%.

[例15]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム源に塩基性乳酸アルミニウム(多木化学社製)を用い、アルミニウム濃度が100ppmであるアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして正極材料の粉末を合成した。アルミニウム水溶液のpHは5.0であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.7であった。正極材料の平均粒子径D50は15.3μm、D10は7.9μm、D90は29.8μmであり、比表面積は0.78m/gであり、プレス密度は2.81/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.59mol%であり、アルミニウム残量は130ppmであった。初期放電容量は171.7mAh/gであり、30回充放電サイクル後の容量維持率は91.3%であった。
[Example 15]
A powder of the positive electrode material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that basic aluminum lactate (manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.) was used as the aluminum source and an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 100 ppm was used. The pH of the aqueous aluminum solution was 5.0, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.7. The average particle diameter D50 of the positive electrode material was 15.3 μm, D10 was 7.9 μm, D90 was 29.8 μm, the specific surface area was 0.78 m 2 / g, and the press density was 2.81 / cm 3 . . The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.59 mol%, and the remaining amount of aluminum was 130 ppm. The initial discharge capacity was 171.7 mAh / g, and the capacity retention rate after 30 charge / discharge cycles was 91.3%.

[例16]
アルミニウム水溶液として、アルミニウム源に第一リン酸アルミニウムを用い、アルミニウム濃度が91ppmであるアルミニウム水溶液を用いた他は例1と同様にして正極材料の粉末を合成した。アルミニウム水溶液のpHは2.6であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.4であった。正極材料の平均粒子径D50は15.5μm、D10は7.9μm、D90は32.6μmであり、比表面積は0.71m/gであり、プレス密度は2.72/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は0.84mol%であり、アルミニウム残量は210ppmであった。初期放電容量は168.7mAh/gであり、容量維持率は86.1%であった。
[Example 16]
A powder of the positive electrode material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that primary aluminum phosphate was used as the aluminum source and an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 91 ppm was used. The pH of the aqueous aluminum solution was 2.6, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.4. The average particle diameter D50 of the positive electrode material was 15.5 μm, D10 was 7.9 μm, D90 was 32.6 μm, the specific surface area was 0.71 m 2 / g, and the press density was 2.72 / cm 3 . . The amount of free alkali of this positive electrode material was 0.84 mol%, and the remaining amount of aluminum was 210 ppm. The initial discharge capacity was 168.7 mAh / g, and the capacity retention rate was 86.1%.

[例17]
アルミニウム水溶液の代わりに、濃度が0.003質量%となるようにアルミニウムイソプロポキシドを溶解させたイソプロパノール溶液、すなわちアルミニウム濃度4ppmのイソプロパノール溶液を用い、かつ加熱温度を650℃として、1時間加熱した他は例1と同様にして、正極材料の粉末を合成した。正極材料の平均粒子径D50は13.8μm、D10は7.6μm、D90は25.5μmであり、比表面積は0.30m/gであり、プレス密度は2.75/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は1.37mol%であった。例1と同様の操作で電極の塗工を行ったところ、塗工性が悪く、塗工、乾燥、ローラープレスした後の電極の一部でアルミニウム箔から正極材料の剥落が確認された。剥落のなかった電極部位を用いて電池を作製したところ、初期放電容量は167.6mAh/gであり、容量維持率は93.0%であった。
[Example 17]
Instead of the aqueous aluminum solution, an isopropanol solution in which aluminum isopropoxide was dissolved so as to have a concentration of 0.003% by mass, that is, an isopropanol solution having an aluminum concentration of 4 ppm was used, and the heating temperature was 650 ° C., and the heating was performed for 1 hour. Otherwise, the same procedure as in Example 1 was performed to synthesize a positive electrode material powder. The average particle diameter D50 of the positive electrode material was 13.8 μm, D10 was 7.6 μm, D90 was 25.5 μm, the specific surface area was 0.30 m 2 / g, and the press density was 2.75 / cm 3 . . The amount of free alkali of this positive electrode material was 1.37 mol%. When the electrode was applied in the same manner as in Example 1, the coatability was poor, and peeling of the positive electrode material from the aluminum foil was confirmed in a part of the electrode after coating, drying and roller pressing. When a battery was produced using the electrode part that did not peel off, the initial discharge capacity was 167.6 mAh / g, and the capacity retention rate was 93.0%.

[例18]
アルミニウム水溶液の代わりに、濃度が0.03質量%となるようにアルミニウムイソプロポキシドを溶解させたイソプロパノール溶液、すなわちアルミニウム濃度40ppmのイソプロパノール溶液を用いた他は例17と同様にして、正極材料の粉末を合成した。正極材料の平均粒子径D50は13.7μm、D10は7.6μm、D90は27.2μmであり、比表面積は0.31m/gであり、プレス密度は2.84/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は1.43mol%であった。例1と同様の操作で電極の塗工を行ったところ、塗工性が悪く、塗工、乾燥、ローラープレスした後の電極の一部でアルミニウム箔から正極材料の剥落が確認された。剥落のなかった電極部位を用いて電池を作製したところ、初期放電容量は167.6mAh/gであり、容量維持率は93.2%であった。
[Example 18]
In the same manner as in Example 17 except that an isopropanol solution in which aluminum isopropoxide was dissolved so that the concentration was 0.03% by mass, that is, an isopropanol solution having an aluminum concentration of 40 ppm, was used instead of the aluminum aqueous solution. A powder was synthesized. The average particle diameter D50 of the positive electrode material was 13.7 μm, D10 was 7.6 μm, D90 was 27.2 μm, the specific surface area was 0.31 m 2 / g, and the press density was 2.84 / cm 3 . . The amount of free alkali of this positive electrode material was 1.43 mol%. When the electrode was applied in the same manner as in Example 1, the coatability was poor, and peeling of the positive electrode material from the aluminum foil was confirmed in a part of the electrode after coating, drying and roller pressing. When a battery was fabricated using the electrode part that did not peel off, the initial discharge capacity was 167.6 mAh / g, and the capacity retention rate was 93.2%.

[例19]
アルミニウム水溶液の代わりに、濃度が0.3質量%となるようにアルミニウムイソプロポキシドを溶解させたイソプロパノール溶液、すなわちアルミニウム濃度396ppmのイソプロパノール溶液を用いた他は例17と同様にして、正極材料の粉末を合成した。正極材料の平均粒子径D50は13.9μm、D10は7.5μm、D90は27.8μmであり、比表面積は1.92m/gであり、プレス密度は2.83/cmであった。この正極材料の遊離アルカリ量は3.2mol%であった。例1と同様の操作で電極の塗工を行ったところ、塗工性が悪く、塗工、乾燥、ローラープレスした後の電極の一部でアルミニウム箔から正極材料の剥落が確認された。剥落のなかった電極部位を用いて電池を作製したところ、初期放電容量は163.6mAh/gであり、容量維持率は88.1%であった。
[Example 19]
In the same manner as in Example 17, except that an isopropanol solution in which aluminum isopropoxide was dissolved so as to have a concentration of 0.3% by mass, that is, an isopropanol solution having an aluminum concentration of 396 ppm, was used instead of the aqueous aluminum solution. A powder was synthesized. The average particle diameter D50 of the positive electrode material was 13.9 μm, D10 was 7.5 μm, D90 was 27.8 μm, the specific surface area was 1.92 m 2 / g, and the press density was 2.83 / cm 3 . . The amount of free alkali of this positive electrode material was 3.2 mol%. When the electrode was applied in the same manner as in Example 1, the coatability was poor, and peeling of the positive electrode material from the aluminum foil was confirmed in a part of the electrode after coating, drying and roller pressing. When a battery was fabricated using the electrode part that did not peel off, the initial discharge capacity was 163.6 mAh / g, and the capacity retention rate was 88.1%.

[例20]〜[例28]
これらの実施例においては、リチウム複合酸化物をアルミニウム水溶液から分離した後の加熱工程における加熱温度を表1に記載の温度とした以外は例1と同様にして、正極材料を合成した。また、例1と同様に各特性を測定した結果を表1に合わせて示す。
[Example 20] to [Example 28]
In these examples, a positive electrode material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the heating temperature in the heating step after separating the lithium composite oxide from the aqueous aluminum solution was changed to the temperature shown in Table 1. Moreover, the result of having measured each characteristic similarly to Example 1 is combined with Table 1, and is shown.

Figure 2011016334
Figure 2011016334

[例29]
ニッケル、コバルト、マンガンの原子比がNi:Co:Mn=35:20:105となるように硫酸ニッケルと硫酸コバルトと硫酸マンガンを溶解した水溶液に、水溶液のpHが11.0、温度が50℃になるように、硫酸アンモニウム水溶液と、水酸化ナトリウム水溶液とを、撹拌しながら連続的に供給して、共沈物を析出させた。オーバーフロー方式で反応系内の液量を調節し、オーバーフローした共沈スラリーをろ過、水洗し、次いで80℃で乾燥することにより、ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物の粉末を得た。該複合水酸化物の粉末の比表面積は5.2m/g、平均粒子径D50は10.8μmであった。
[Example 29]
In an aqueous solution in which nickel sulfate, cobalt sulfate, and manganese sulfate are dissolved so that the atomic ratio of nickel, cobalt, and manganese is Ni: Co: Mn = 35: 20: 105, the pH of the aqueous solution is 11.0, and the temperature is 50 ° C. Then, an aqueous solution of ammonium sulfate and an aqueous solution of sodium hydroxide were continuously supplied with stirring to precipitate a coprecipitate. The amount of liquid in the reaction system was adjusted by the overflow method, and the overflowed coprecipitation slurry was filtered, washed with water, and then dried at 80 ° C. to obtain a nickel cobalt manganese composite hydroxide powder. The composite hydroxide powder had a specific surface area of 5.2 m 2 / g and an average particle diameter D50 of 10.8 μm.

得られた複合水酸化物の粉末に水酸化リチウムの粉末を混合し、大気雰囲気中で、500℃で10時間、焼成した。得られた焼成物を再び混合して、900℃で24時間、焼成して、粉砕することにより、Li1.20Ni0.175Co0.100Mn0.525の組成を有するリチウム複合酸化物の粉末を得た。SEMを用いて、上記粉末の粒子を観察したところ、多数の一次粒子が凝集した二次粒子であった。また、ICPを用いて、上記粉末に含まれるアルミニウム量を測定したところ、20ppmであった。Lithium hydroxide powder was mixed with the obtained composite hydroxide powder and fired at 500 ° C. for 10 hours in the air atmosphere. The obtained fired product is mixed again, fired at 900 ° C. for 24 hours, and pulverized to obtain a lithium composite having a composition of Li 1.20 Ni 0.175 Co 0.100 Mn 0.525 O 2. An oxide powder was obtained. When the particles of the powder were observed using SEM, they were secondary particles in which many primary particles were aggregated. Moreover, it was 20 ppm when the amount of aluminum contained in the said powder was measured using ICP.

次いで、アルミニウム含量が5.39質量%のポリ塩化アルミニウム水溶液(多木化学社製 PAC250A)2gに水を加えて1000gとし、アルミニウム濃度が108ppmのアルミニウム水溶液を作製した。該アルミニウム水溶液1000gに上記リチウム複合酸化物の粉末200gを加えて得られるスラリー状の液を10分間撹拌した。次いで、得られた液を5C番のろ紙を用いて吸引ろ過して液を分離して粒状物を得た。なお、攪拌と分離の操作は室温で行った。アルミニウム水溶液のpHは4.4であり、分離後のアルミニウム水溶液のpHは11.6であった。この粒状物を120℃で5時間加熱し、次いで、800℃で5時間加熱した。得られた粒状物を篩いに通して、正極材料の粉末を得た。攪拌、分離、加熱の操作は全て大気雰囲気下で行った。例1と同様にして粉体物性の評価をしたところ、正極材料の平均粒子径D50は11.2μm、D10は6.2μm、D90は20.2μmであり、比表面積は0.35m/gであり、遊離アルカリ量は0.40mol%であった。Subsequently, water was added to 2 g of polyaluminum chloride aqueous solution (PAC 250A manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.) having an aluminum content of 5.39% by mass to obtain 1000 g, and an aluminum aqueous solution having an aluminum concentration of 108 ppm was prepared. A slurry liquid obtained by adding 200 g of the lithium composite oxide powder to 1000 g of the aluminum aqueous solution was stirred for 10 minutes. Subsequently, the obtained liquid was subjected to suction filtration using No. 5C filter paper, and the liquid was separated to obtain a granular material. The stirring and separation operations were performed at room temperature. The pH of the aqueous aluminum solution was 4.4, and the pH of the aqueous aluminum solution after separation was 11.6. The granulate was heated at 120 ° C. for 5 hours and then at 800 ° C. for 5 hours. The obtained granular material was passed through a sieve to obtain a positive electrode material powder. Stirring, separation, and heating were all performed in an air atmosphere. When the powder physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1, the average particle diameter D50 of the positive electrode material was 11.2 μm, D10 was 6.2 μm, D90 was 20.2 μm, and the specific surface area was 0.35 m 2 / g. The amount of free alkali was 0.40 mol%.

得られた正極材料の粒子に含まれるアルミニウム量は170ppmであった。つまり、アルミニウム水溶液由来のアルミニウムの量、すなわちアルミニウム残量(Al残量)は150ppmであった。
例1と同様にして作製したセルを、25℃にて正極活物質1gにつき170mAの電流で上限電圧4.6Vとし、CCCVモード3時間(170mAの一定電流で充電を行い、電池電圧が上限電圧に達した後は上限電圧の一定電圧で充電を行った。合計の充電時間を3時間とする)で充電した後、正極活物質1gにつき37.5mAの電流値で2.75Vまで放電して、初期放電容量を求めた。このとき、初期放電容量は260mAh/gであった。
The amount of aluminum contained in the obtained positive electrode material particles was 170 ppm. That is, the amount of aluminum derived from the aqueous aluminum solution, that is, the remaining amount of aluminum (the remaining amount of Al) was 150 ppm.
A cell produced in the same manner as in Example 1 was charged at a current of 170 mA per 1 g of the positive electrode active material at 25 ° C. with an upper limit voltage of 4.6 V, and charged for 3 hours in CCCV mode (constant current of 170 mA. The battery was charged at a constant voltage of the upper limit voltage (the total charging time was 3 hours), and then discharged to 2.75 V at a current value of 37.5 mA per 1 g of the positive electrode active material. The initial discharge capacity was determined. At this time, the initial discharge capacity was 260 mAh / g.

本発明によれば、リチウムイオン二次電池の正極として有用である、充放電サイクル耐久性に優れ、遊離アルカリ量が低く、高い放電容量、充填性及び体積容量密度を有するリチウム複合酸化物が得られる製造方法を提供される。また、上記の製造方法で得られるリチウム複合酸化物を用いて、優れた電池性能を有する、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池が提供される。
なお、2009年8月4日に出願された日本特許出願2009−181939号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
According to the present invention, a lithium composite oxide that is useful as a positive electrode of a lithium ion secondary battery, has excellent charge / discharge cycle durability, has a low amount of free alkali, and has high discharge capacity, fillability, and volume capacity density is obtained. Provided manufacturing method. Moreover, the positive electrode for lithium ion secondary batteries and a lithium ion secondary battery which have the outstanding battery performance are provided using lithium complex oxide obtained by said manufacturing method.
The entire contents of the specification, claims, and abstract of Japanese Patent Application No. 2009-181939 filed on Aug. 4, 2009 are incorporated herein as the disclosure of the specification of the present invention. Is.

Claims (13)

一般式LiNiCoMn(ただし、MはNi、Co及びMn以外の遷移金属元素、アルミニウム、スズ、亜鉛並びにアルカリ土類金属からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表す。0.95≦a≦1.2、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d≦0.6、0≦e≦0.2、a+b+c+d+e=2)で表されるリチウム複合酸化物を、アルミニウムの濃度が10〜250ppmであるアルミニウム水溶液に接触させた後、リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液を分離して正極材料を得ることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。General formula Li a Ni b Co c Mn d Me O 2 (where M is at least one selected from the group consisting of transition metal elements other than Ni, Co and Mn, aluminum, tin, zinc and alkaline earth metals) 0.95 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 1, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 0.2, a + b + c + d + e = 2) A positive electrode for a lithium ion secondary battery, wherein a lithium composite oxide is brought into contact with an aqueous aluminum solution having an aluminum concentration of 10 to 250 ppm, and then the aqueous aluminum solution is separated from the lithium composite oxide to obtain a positive electrode material. Material manufacturing method. リチウム複合酸化物からアルミニウム水溶液を分離して得られる正極材料を、さらに50〜1000℃の温度で加熱する、請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method of Claim 1 which heats the positive electrode material obtained by isolate | separating aluminum aqueous solution from lithium complex oxide at the temperature of 50-1000 degreeC further. 加熱温度が60〜830℃である、請求項2に記載の製造方法。   The manufacturing method of Claim 2 whose heating temperature is 60-830 degreeC. アルミニウム水溶液が、アルミニウムの硫酸塩、アルミン酸塩、ミョウバン、アルミニウムオリゴマー、アルミニウムのヒドロキシ酸塩及びカルボニル基を有するアルミニウムのカルボン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を溶解する水溶液である、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The aqueous aluminum solution is an aqueous solution in which at least one compound selected from the group consisting of aluminum sulfate, aluminate, alum, aluminum oligomer, aluminum hydroxy acid salt and aluminum carboxylate having a carbonyl group is dissolved. The manufacturing method in any one of Claims 1-3. アルミニウム水溶液を、リチウム複合酸化物に対して、質量比で1〜20倍接触させる、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the aluminum aqueous solution is brought into contact with the lithium composite oxide in a mass ratio of 1 to 20 times. 得られる正極材料に含まれるアルミニウムの量が、30〜800ppmである、請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claims 1-5 whose quantity of aluminum contained in the positive electrode material obtained is 30-800 ppm. 得られる正極材料に含まれる遊離アルカリ量が、0.7mol%以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claims 1-6 whose amount of free alkalis contained in the positive electrode material obtained is 0.7 mol% or less. リチウム複合酸化物が、0.97≦a≦1.1、0.2≦b≦0.9、0.1≦c≦0.4、0.1≦d≦0.4、0≦e≦0.1、で表される、請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。   The lithium composite oxide is 0.97 ≦ a ≦ 1.1, 0.2 ≦ b ≦ 0.9, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0.1 ≦ d ≦ 0.4, 0 ≦ e ≦. The manufacturing method in any one of Claims 1-7 represented by 0.1. リチウム複合酸化物が、1.08≦a≦1.2、0.12≦b≦0.25、0.1≦c≦0.15、0.45≦d≦0.6、0≦e≦0.05、で表される、請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。   Lithium composite oxide is 1.08 ≦ a ≦ 1.2, 0.12 ≦ b ≦ 0.25, 0.1 ≦ c ≦ 0.15, 0.45 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ The manufacturing method in any one of Claims 1-7 represented by 0.05. 請求項1〜9のいずれかに記載の製造方法で得られる正極材料、導電剤、バインダー及び溶媒を混合して、得られるスラリーを金属箔に塗布した後、加熱により溶媒を除去することを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極の製造方法。   The positive electrode material obtained by the production method according to claim 1, a conductive agent, a binder and a solvent are mixed, and the resulting slurry is applied to a metal foil, and then the solvent is removed by heating. A method for producing a positive electrode for a lithium ion secondary battery. 請求項10に記載の製造方法で得られる正極に、セパレータ、負極を積層して、電池ケースに収納した後、電解液を注入することを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。   A method for producing a lithium ion secondary battery, comprising: laminating a separator and a negative electrode on a positive electrode obtained by the production method according to claim 10 and storing the laminate in a battery case; and then injecting an electrolytic solution. 正極材料、導電剤及びバインダーを含む正極であって、該正極材料が請求項1〜9のいずれかに記載の方法で得られる正極材料であることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極。   A positive electrode for a lithium ion secondary battery, comprising a positive electrode material, a conductive agent, and a binder, wherein the positive electrode material is a positive electrode material obtained by the method according to claim 1. 正極、負極、及び電解液を含み、かつ該正極が請求項12に記載の正極であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。   A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, wherein the positive electrode is the positive electrode according to claim 12.
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