KR20160063982A - Method for manufacturing cathode electrode materials - Google Patents

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Abstract

Provided is a method for manufacturing a positive electrode active material by which a mixture with a compound containing lithium carbonate and Ni is plasticized so that the positive electrode active material consisting of lithium composite oxide of high Ni concentration can be industrially manufactured. The method of the present invention includes: a mixing step (S1) of mixing a compound containing lithium carbonate and Ni; and a plasticization step (S2) of obtaining a lithium composite compound of high Ni concentration by performing plasticization in an oxidizing atmosphere on the mixture obtained in the mixing step (S1). The plasticization step (S2) includes: a first heat treatment step (S21) of obtaining a first precursor by performing a heat treatment on the mixture for 0.5 to five hours at a heat treatment temperature of 200 to 400°C a second heat treatment step (S22) of obtaining a second precursor by performing a heat treatment on the first precursor for two to 50 hours at a heat treatment temperature of 450 to 700°C and a third heat treatment step (S23) of obtaining a lithium composite compound by performing a heat treatment on the second precursor at a heat treatment temperature of 700 to 850°C. The oxygen concentration of the oxidizing atmosphere in the second heat treatment step (S22) and the third heat treatment step (S23) is at least 80%.

Description

양극 활물질의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING CATHODE ELECTRODE MATERIALS}METHOD FOR MANUFACTURING CATHODE ELECTRODE MATERIALS [0001]

본 발명은, 리튬 이온 이차전지의 양극에 사용되는 양극 활물질의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a positive electrode active material used for a positive electrode of a lithium ion secondary battery.

비수계 전해질이 전극 간의 전기 전도를 매개하는 비수계 이차전지의 1종으로서, 리튬 이온 이차전지가 있다. 리튬 이온 이차전지는, 충방전 반응에 있어서의 전극 간의 전기 전도를 리튬 이온이 담당하는 이차전지이며, 니켈·수소 축전지나 니켈·카드뮴 축전지 등의 다른 이차전지와 비교하여, 에너지 밀도가 높고, 메모리 효과가 작다는 특징을 갖고 있다. 그 때문에, 리튬 이온 이차전지는, 휴대 전자기기, 가정용 전기기기 등의 소형 전원으로부터, 전력 저장 장치, 무정전 전원 장치, 전력 평준화 장치 등의 정치용 전원이나, 선박, 철도, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 구동 전원 등의 중형·대형 전원에 이르기까지 그 용도가 확대하고 있다.A non-aqueous secondary battery that mediates electrical conduction between electrodes is a lithium ion secondary battery. The lithium ion secondary battery is a secondary battery in which lithium ions take charge of electric conduction between electrodes in a charge and discharge reaction and has a higher energy density than other secondary batteries such as a nickel-hydrogen storage battery or a nickel-cadmium storage battery, And the effect is small. Therefore, the lithium ion secondary battery can be used as a power source for small-sized power sources such as portable electronic devices and household electrical appliances, power sources for power storage devices, uninterruptible power supply devices, power leveling devices, ships, railways, hybrid cars, To the medium-sized and large-sized power source such as the driving power source of the power source.

특히, 리튬 이온 이차전지를 중형·대형 전원으로서 사용하는 경우에는, 전지의 고에너지 밀도화가 요구된다. 전지의 고에너지 밀도화의 실현에는, 양극 및 음극의 고에너지 밀도화가 필요하며, 양극 및 음극에 사용되는 활물질의 고용량화가 요구되고 있다. 높은 충방전 용량을 갖는 양극 활물질로서는, α-NaFeO2형 층상 구조를 갖는 LiM'O2(M'는, Ni, Co, Mn 등의 원소를 나타낸다)의 화학식으로 표시되는 리튬 복합 화합물의 분말이 알려져 있다. 이 양극 활물질은, 특히 Ni의 비율이 높아질수록 용량이 높아지는 경향을 나타내므로, 전지의 고에너지화를 실현하는 양극 활물질로서 기대되고 있다.Particularly, when a lithium ion secondary battery is used as a medium-sized / large-sized power source, high energy density of the battery is required. In order to achieve high energy density of a battery, high energy density of the positive electrode and the negative electrode is required, and high capacity of the active material used for the positive electrode and the negative electrode is required. As a cathode active material having a high charge / discharge capacity, a powder of a lithium composite compound represented by the general formula LiM'O 2 having an? -NaFeO 2 type layer structure (M 'represents an element such as Ni, Co, Mn) It is known. The positive electrode active material tends to have a higher capacity as the proportion of Ni increases, so that it is expected as a positive electrode active material for realizing high energy of a battery.

이러한 양극 활물질로서, LiaNibM1cM2d(O)2(SO4)X로 표시되는 리튬 함유 화합물의 분체 및 그 제조 방법이 개시되어 있다(하기 특허문헌 1을 참조). 특허문헌 1에 기재된 발명은, 전지 제조(양극)에 있어서 2차 입자가 파괴되지 않고, 분말상이 되지 않는 리튬 혼합 금속 산화물을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 그 해결 수단으로서, 초기 분체와 200㎫로 압축한 후의 분체로 ASTM B 822에 따라 측정한 D10값의 차를, 1.0㎛ 이하로 하고 있다.As such a cathode active material, a powder of a lithium-containing compound represented by Li a Ni b M1 c M2 d (O) 2 (SO 4 ) X and a production method thereof are disclosed (refer to Patent Document 1 below). The invention disclosed in Patent Document 1 aims at providing a lithium mixed metal oxide in which secondary particles are not destroyed in a battery production (anode) and does not become a powder state. As a means for solving the problem, the difference between the initial powder and the D10 value measured according to ASTM B 822 as the powder after being compressed to 200 MPa is set to 1.0 탆 or less.

특허문헌 1에 기재된 리튬 함유 화합물의 분체의 제조 공정은, 소정의 공극률을 갖는 공침시킨 니켈 함유 전구체를 조제하는 공정과, 그 니켈 함유 전구체와 리튬 함유 화합물을 혼합하여 전구체 혼합물을 얻는 공정을 갖고 있다. 이 리튬 함유 화합물로서는, 탄산리튬, 수산화리튬, 수산화리튬 1수화물, 산화리튬, 질산리튬 또는 그들의 혼합물이 예시되어 있다. 또한, 얻어진 전구체 혼합물을, CO2 비함유(CO2 함유율 0.5ppm 이하) 산소 함유 캐리어 가스를 사용하면서 다단계로 200∼1000℃로 가열하여 분체 생성물을 제조하는 공정과, 초음파에 의한 분말의 해쇄 및 해쇄된 분말의 사분(篩分)을 행하는 공정을 갖고 있다.The process for producing a powder of a lithium-containing compound described in Patent Document 1 includes a step of preparing a coprecipitated nickel-containing precursor having a predetermined porosity and a step of mixing the nickel-containing precursor and a lithium-containing compound to obtain a precursor mixture . Examples of the lithium-containing compound include lithium carbonate, lithium hydroxide, lithium hydroxide monohydrate, lithium oxide, lithium nitrate, and mixtures thereof. Further, disintegration of the powder of the resulting precursor mixture, the CO 2-free step of, using the (CO 2 content of 0.5ppm or less), the oxygen-containing carrier gas is heated in multiple stages by 200~1000 ℃ preparing a powder product and, ultrasound and And a step of performing a sieve of the pulverized powder.

특허문헌 1에 의하면, 상기의 제조 공정의 온도 유지 단계와 관련되는 반응 제어에 의해, 강하게 서로 소결한 2차 입자의 응집이 없는 생성물이 얻어진다고 한다. 이에 따라, 전극 제조에 있어서, 고압력하의 재료상(材料床) 내에서 입자의 파괴를 일으키는, 각을 갖는 각형 입자가 형성되는 분쇄 공정을 생략할 수 있다고 한다.According to Patent Document 1, it is said that a product which does not aggregate strongly secondary sintered particles is obtained by the reaction control associated with the temperature holding step of the above-mentioned manufacturing process. Accordingly, it is said that in the electrode production, the crushing step in which angular particles having an angle, which causes destruction of particles in a material bed (material bed) under high pressure, can be omitted.

일본국 특표2010-505732호 공보Japanese Patent Specification No. 2010-505732

한편, 특허문헌 1과 같이 전구체 혼합물을 가열하는 것은 아니며, 탄산리튬과 Ni를 포함하는 화합물과의 혼합물을 소성하여, 예를 들면, 화학식 LiM'O2(M'는, Ni를 포함하는 금속 원소)의 M'에 있어서의 Ni의 원자비(Ni/M')가 0.7 이상인 Ni 고농도의 층상 구조의 리튬 복합 화합물을 제조하기 위해서는, 다음과 같은 과제가 있다. Ni 고농도의 리튬 복합 산화물을 공업적으로 양산하기 위해서는, 다량 또한 균일하게 합성 반응을 진행시킬 필요가 있다. 그러나, 탄산리튬과 Ni를 포함하는 화합물의 혼합물을 가열하면, 탄산리튬으로부터 다량의 탄산 가스가 발생하기 때문에, 다량 또한 균일한 합성 반응이 저해되는 것을 알 수 있었다. 탄산 가스가 발생하면, 산소 분압이 저하하여 Ni 가수(價數)를 2가로부터 3가로 산화시키는 반응이 저해되어버리기 때문이다. 특히 Ni 고농도의 리튬 복합 화합물에 있어서는, Ni의 산화가 불충분하면, 용량이 크게 저하하는 등의 과제가 있는 것을 알아냈다.On the other hand, as in Patent Document 1, the precursor mixture is not heated, but a mixture of lithium carbonate and a compound containing Ni is sintered to form, for example, LiM'O 2 (M ' ) Has an atomic ratio (Ni / M ') of Ni in M' of 0.7 or more in order to produce a lithium composite compound having a layered structure of high concentration of Ni. In order to industrially mass-produce the lithium composite oxide of high concentration of Ni, it is necessary to carry out the synthesis reaction in a large amount and uniformly. However, it has been found that when a mixture of a compound containing lithium carbonate and Ni is heated, a large amount of carbonic acid gas is generated from lithium carbonate, and thus a large amount and uniform synthesis reaction is inhibited. When carbon dioxide gas is generated, the oxygen partial pressure is lowered and the reaction of oxidizing the Ni valence from two to three sides is inhibited. Particularly, it has been found that there is a problem such that when the oxidation of Ni is insufficient in the lithium composite compound of high concentration of Ni, the capacity is largely lowered.

본 발명은, 상기 과제에 감안하여 이루어진 것으로서, 탄산리튬과 Ni를 포함하는 화합물과의 혼합물을 소성하여, Ni 고농도의 리튬 복합 산화물로 이루어지는 양극 활물질을 공업적으로 양산할 수 있는 양극 활물질의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a positive electrode active material capable of industrially mass-producing a positive electrode active material composed of a lithium composite oxide of high Ni concentration by firing a mixture of lithium carbonate and a compound containing Ni And to provide the above objects.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 양극 활물질의 제조 방법은, 리튬 이온 이차전지의 양극에 사용되는 양극 활물질의 제조 방법으로서, 탄산리튬과 하기 식(1) 중의 Li 이외의 금속 원소를 각각 포함하는 화합물을 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에서 얻어진 혼합물을 산화성 분위기하에서 소성하여 하기 식(1)으로 표시되는 리튬 복합 화합물을 얻는 소성 공정을 갖고, 상기 소성 공정은, 상기 혼합물을 200℃ 이상 400℃ 이하의 열처리 온도에서 0.5시간 이상 5시간 이하에 걸쳐서 열처리함으로써 제1 전구체를 얻는 제1 열처리 공정과, 상기 제1 전구체를 450℃ 이상 700℃ 미만의 열처리 온도에서 2시간 이상 50시간 이하에 걸쳐서 열처리함으로써 제2 전구체를 얻는 제2 열처리 공정과, 상기 제2 전구체를 700℃ 이상 850℃ 이하의 열처리 온도에서 2시간 이상 50시간 이하에 걸쳐서 열처리함으로써 상기 리튬 복합 화합물을 얻는 제3 열처리 공정을 갖고, 상기 제2 열처리 공정 및 상기 제3 열처리 공정의 산화성 분위기의 산소 농도는, 80% 이상인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for producing a positive electrode active material according to the present invention is a method for producing a positive electrode active material for use in a positive electrode of a lithium ion secondary battery, which comprises lithium carbonate and a metal element other than Li in the formula (1) And a firing step of firing the mixture obtained in the firing step in an oxidizing atmosphere to obtain a lithium composite compound represented by the following formula (1), wherein the firing step is a step of firing the mixture at 200 ° C or higher Treating the first precursor at a heat treatment temperature of 450 ° C or more and 700 ° C or less for 2 hours or more and 50 hours or less at a heat treatment temperature of 400 ° C or less; A second heat treatment step of heat treating the second precursor at a temperature of 700 ° C or higher and 850 ° C or lower at 2 ° C By the heat treatment over a period of less than 50 hours has a third heat treatment step of obtaining the lithium composite compound, the second heat treatment step and the oxygen concentration in the oxidizing atmosphere of the third heat treatment step is characterized in that not less than 80%.

Li1 + aNibMncCodMeO2 …(1)Li 1 + a Ni b Mn c Co d M e O 2 + α ... (One)

단, 상기 식(1) 중, M은, Mg, Al, Ti, Zr, Mo, Nb로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이며, a, b, c, d, e 및 α는, -0.1≤a≤0.2, 0.7≤b≤0.9, 0≤c≤0.35, 0.05≤d≤0.30, 0≤e≤0.35, b+c+d+e=1, 및, -0.1≤α≤0.1을 만족하는 수이다.In the above formula (1), M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Zr, Mo and Nb, and a, b, c, d, B? 0.9,? C? 0.35, 0.05? D? 0.30, 0? E? 0.35, b + c + d + e = 1, and -0.1? .

본 발명에 의하면, 층상 구조를 갖는 Ni 고농도의 리튬 복합 산화물로 이루어지는 양극 활물질을 공업적으로 양산하는 것이 가능해진다.Industrial Applicability According to the present invention, it is possible to industrially mass-produce a positive electrode active material composed of a Ni composite lithium oxide having a layered structure and a high concentration.

도 1a는 본 발명의 양극 활물질의 제조 방법의 실시형태를 나타내는 플로우 도면.
도 1b는 도 1a에 나타내는 양극 활물질의 제조 방법의 변형예를 나타내는 플로우 도면.
도 2는 양극 활물질을 포함하는 양극을 구비한 리튬 이온 이차전지의 일 실시형태를 나타내는 모식 부분 단면도.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1A is a flow chart showing an embodiment of a method for producing a positive electrode active material of the present invention. FIG.
Fig. 1B is a flow chart showing a modification of the method for producing the positive electrode active material shown in Fig. 1A. Fig.
2 is a schematic partial cross-sectional view showing one embodiment of a lithium ion secondary battery having a positive electrode including a positive electrode active material.

이하, 본 발명의 양극 활물질의 제조 방법의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of a method for producing a positive electrode active material of the present invention will be described in detail.

본 실시형태의 양극 활물질의 제조 방법은, 리튬 이온 이차전지 등의 비수계 이차전지의 양극에 사용되는 양극 활물질을 제조하기 위한 방법이다. 우선, 본 실시형태의 양극 활물질의 제조 방법에 의해 제조되는 양극 활물질에 대해서 상세하게 설명한다.The method for producing the positive electrode active material of the present embodiment is a method for producing a positive electrode active material used for a positive electrode of a non-aqueous secondary battery such as a lithium ion secondary battery. First, the cathode active material produced by the method for producing a cathode active material of the present embodiment will be described in detail.

(양극 활물질)(Cathode active material)

본 실시형태의 제조 방법에 의해 제조되는 양극 활물질은, α-NaFeO2형의 층상 구조를 갖고, 하기 식(1)으로 표시되는 Ni 고농도의 리튬 복합 화합물의 분말이다.The cathode active material produced by the production method of the present embodiment is a powder of a lithium composite compound having a high concentration of Ni represented by the following formula (1) and having a layer structure of? -NaFeO 2 type.

Li1 + aNibMncCodMeO2 …(1)Li 1 + a Ni b Mn c Co d M e O 2 + α ... (One)

단, 상기 식(1) 중, M은, Mg, Al, Ti, Zr, Mo, Nb로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이며, a, b, c, d, e 및 α는, -0.1≤a≤0.2, 0.7≤b≤0.9, 0≤c≤0.35, 0.05≤d≤0.30, 0≤e≤0.35, b+c+d+e=1, 및, -0.1≤α≤0.1을 만족하는 수이다.In the above formula (1), M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Zr, Mo and Nb, and a, b, c, d, B? 0.9,? C? 0.35, 0.05? D? 0.30, 0? E? 0.35, b + c + d + e = 1, and -0.1? .

상기 식(1)으로 표시되는 α-NaFeO2형의 층상 구조를 갖는 리튬 복합 화합물의 분말로 이루어지는 양극 활물질은, 충방전에 수반하여 리튬 이온의 가역적인 삽입 및 탈리를 반복하는 것이 가능하며, 또한 저항이 낮은 층상 양극 활물질이다. 또, 양극 활물질을 구성하는 리튬 복합 화합물의 입자는, 개개의 입자가 분리한 1차 입자여도 되며, 복수의 1차 입자를 소결 등에 의해 결합시킨 2차 입자여도 되며, 유리(遊離) 리튬 화합물을 포함하는 1차 입자 또는 2차 입자여도 된다.The positive electrode active material composed of the powder of the lithium composite compound having a layered structure of the? -NaFeO 2 type represented by the above formula (1) can be reversibly inserted and desorbed reversibly with charging and discharging, And is a layered positive electrode active material having a low resistance. The particles of the lithium composite compound constituting the positive electrode active material may be primary particles in which individual particles are separated, secondary particles in which a plurality of primary particles are combined by sintering or the like, and a free lithium compound Or may be primary particles or secondary particles.

양극 활물질의 1차 입자의 평균 입경은, 예를 들면, 0.1㎛ 이상 2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 양극 활물질의 1차 입자의 평균 입경을 2㎛ 이하로 함으로써, 양극 활물질을 포함하는 양극을 제조할 때에, 양극에 있어서의 양극 활물질의 충전성이 개선하고, 에너지 밀도가 높은 양극을 제조할 수 있다. 또한, 양극 활물질의 2차 입자의 평균 입경은, 예를 들면, 3㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.The average particle diameter of the primary particles of the positive electrode active material is preferably 0.1 mu m or more and 2 mu m or less, for example. By setting the average particle diameter of the primary particles of the positive electrode active material to 2 m or less, the positive electrode active material filling property of the positive electrode is improved and a high energy density positive electrode can be produced when the positive electrode active material is produced . The average particle diameter of the secondary particles of the positive electrode active material is preferably 3 m or more and 50 m or less, for example.

양극 활물질의 입자는, 후술하는 양극 활물질의 제조 방법에 의해 제조된 1차 입자를, 건식 조립 또는 습식 조립에 의해 조립(造粒)함에 의해 2차 입자화할 수 있다. 조립 수단으로서는, 예를 들면, 스프레이 드라이어나 전동 유동층 장치 등의 조립기를 이용할 수 있다.The particles of the cathode active material can be secondary-granulated by granulating the primary particles produced by the production method of a cathode active material described below by dry granulation or wet granulation. As the assembly means, for example, a granulator such as a spray dryer or an electric fluidized bed apparatus can be used.

상기 식(1)에 있어서, a는, 화학식 LiM'O2로 표시되는 양극 활물질의 양론 비율, 즉 Li:M':O=1:1:2로부터의 Li의 과부족량을 나타내고 있다. 여기에서, M'는 식(1)에 있어서의 Li 이외의 금속 원소를 나타낸다. Li의 함유율이 높을수록, 충전 전의 천이 금속의 가수가 높아지고, Li 탈리 시의 천이 금속의 가수 변화의 비율이 저감되어, 양극 활물질의 충방전 사이클 특성을 향상시킬 수 있다. 그 반면, Li의 함유율이 높을수록, 양극 활물질의 충방전 용량은 저하한다. 따라서, 상기 식(1) 중의 Li의 과부족량을 나타내는 a의 범위를 -0.1 이상 0.2 이하로 함으로써, 양극 활물질의 충방전 사이클 특성을 향상시키고, 또한 충방전 용량의 저하를 억제할 수 있다.In the above formula (1), a represents the positive / negative proportion of the positive electrode active material represented by the formula LiM'O 2 , that is, the excess or deficiency of Li from Li: M ': O = 1: 1: 2. Here, M 'represents a metal element other than Li in the formula (1). The higher the content of Li, the higher the valence of the transition metal before charging, and the ratio of the change in the valence of the transition metal in Li removal is reduced, so that the charge / discharge cycle characteristics of the positive electrode active material can be improved. On the other hand, the higher the content of Li, the lower the charge-discharge capacity of the positive electrode active material. Therefore, by setting the range of a, which represents the excess or deficiency amount of Li in the formula (1), to -0.1 or more and 0.2 or less, the charge / discharge cycle characteristics of the positive electrode active material can be improved and the charge-

보다 바람직하게는, 상기 식(1) 중의 Li의 과부족량을 나타내는 a의 범위는, -0.05 이상 0.1 이하로 할 수 있다. 상기 식(1) 중의 a가 -0.05 이상이면, 충방전에 기여하기에 충분한 Li량이 확보되어, 양극 활물질의 고용량화를 도모할 수 있다. 또한, 상기 식(1) 중의 a가 0.1 이하이면, 천이 금속의 가수 변화에 의한 전하 보상을 충분히 확보할 수 있고, 고용량과 고충방전 사이클 특성을 양립시킬 수 있다.More preferably, the range of a in the formula (1) representing the excess and deficiency of Li can be set to be -0.05 or more and 0.1 or less. When a in the above formula (1) is -0.05 or more, a sufficient amount of Li is provided to contribute to charge and discharge, and the capacity of the positive electrode active material can be increased. When a in the above formula (1) is 0.1 or less, charge compensation due to the change in the valence of the transition metal can be sufficiently ensured, and high capacity and high discharge cycle characteristics can be achieved.

또한, 상기 식(1) 중의 Ni의 함유율을 나타내는 b가 0.7 이상이면, 양극 활물질에 있어서 충방전에 기여하기에 충분한 Ni량이 확보되어, 고용량화를 도모할 수 있다. 한편, 상기 식(1) 중의 b가 0.9를 초과하면, Ni의 일부가 Li 사이트에 치환되어, 충방전에 기여하기에 충분한 Li량을 확보할 수 없고, 양극 활물질의 충방전 용량이 저하할 우려가 있다. 따라서, 상기 식(1) 중의 Ni의 함유율을 나타내는 b를, 0.7 이상 0.9 이하의 범위, 보다 바람직하게는, 0.75 이상 0.85 이하의 범위로 함으로써, 양극 활물질을 고용량화시키면서, 충방전 용량의 저하를 억제할 수 있다.When b, which indicates the content of Ni in the above formula (1), is 0.7 or more, sufficient amount of Ni is sufficient to contribute to charging and discharging of the positive electrode active material, and high capacity can be achieved. On the other hand, if b in the above formula (1) exceeds 0.9, a part of Ni is substituted for the Li site, so that a sufficient amount of Li can not be secured to contribute to charging and discharging, and the charge / discharge capacity of the positive electrode active material . Therefore, by setting the value b representing the content of Ni in the formula (1) within the range of 0.7 or more and 0.9 or less, and more preferably 0.75 or more and 0.85 or less, the capacity of the positive electrode active material can be increased, can do.

또한, Mn의 첨가는, 충전에 의해 Li가 탈리해도 층상 구조를 안정하게 유지하는 작용이 있다. 단, 상기 식(1) 중의 Mn의 함유율을 나타내는 c가 0.35를 초과하면, 양극 활물질의 용량이 저하한다. 따라서, 상기 식(1) 중의 c를, 0 이상 0.35 이하의 범위로 함으로써, 충방전에 의해 Li가 삽입·탈리되어도, 양극 활물질의 층상 구조를 안정하게 유지할 수 있고, 양극 활물질의 용량 저하를 억제할 수 있다.The addition of Mn also serves to stably maintain the layered structure even if Li is eliminated by charging. However, when c, which represents the content of Mn in the formula (1), exceeds 0.35, the capacity of the positive electrode active material decreases. Therefore, by setting c in the above formula (1) to be in the range of 0 or more and 0.35 or less, it is possible to stably maintain the layered structure of the positive electrode active material and to suppress the capacity decrease of the positive electrode active material even if Li is inserted / can do.

또한, 상기 식(1) 중의 Co의 함유율을 나타내는 d가 0.05 이상이면, 양극 활물질의 층상 구조를 안정하게 유지할 수 있다. 층상 구조를 안정하게 유지함에 의해, 예를 들면, Li 사이트에 Ni가 혼입하는 양이온 믹싱을 억제할 수 있으므로, 뛰어난 충방전 사이클 특성을 얻을 수 있다. 한편, 상기 식(1) 중의 d가 0.3을 초과하면, 공급량이 한정되어 비용이 높은 Co의 비율이 상대적으로 많아지고, 양극 활물질의 공업적인 생산에 있어서 불리해진다. 따라서, 상기 식(1) 중의 Co의 함유량을 나타내는 d를, 0.05 이상 0.3 이하의 범위, 보다 바람직하게는, 0.1 이상 0.2 이하의 범위로 함으로써, 양극 활물질의 충방전 사이클 특성을 향상시킬 수 있고, 양극 활물질의 공업적인 양산에 있어서도 유리해진다.Further, if d, which represents the content of Co in the formula (1), is 0.05 or more, the layered structure of the positive electrode active material can be stably maintained. By keeping the layered structure stably, for example, cation mixing in which Ni is mixed in the Li site can be suppressed, and excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained. On the other hand, if d in the above formula (1) exceeds 0.3, the supply amount is limited and the proportion of Co having a relatively high cost becomes relatively large, which is disadvantageous for industrial production of the positive electrode active material. Therefore, by setting the value d representing the content of Co in the formula (1) within the range of 0.05 to 0.3, more preferably 0.1 to 0.2, the charge / discharge cycle characteristics of the positive electrode active material can be improved, It is also advantageous in industrial mass production of the cathode active material.

또한, 상기 식(1) 중의 M이, Mg, Al, Ti, Zr, Mo, Nb로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속 원소로 이루어지는 것에 의해, 양극 활물질에 있어서의 전기 화학적 활성을 확보할 수 있다. 또한, 이들의 금속 원소에서 양극 활물질의 금속 사이트를 치환함으로써, 양극 활물질의 결정 구조의 안정성이나 층상 양극 활물질의 전기 화학 특성(사이클 특성 등)을 향상시킬 수 있다. 또, 상기 식(1) 중의 M의 함유율을 나타내는 e가 0.35를 초과하면, 양극 활물질의 용량이 저하한다. 따라서, 상기 식(1) 중의 e의 범위를 0 이상 0.35 이하로 함으로써, 양극 활물질의 용량 저하를 억제할 수 있다.In addition, since M in the formula (1) is composed of at least one metal element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Zr, Mo and Nb, the electrochemical activity in the positive electrode active material is ensured . Further, by substituting the metal sites of the positive electrode active material in these metal elements, it is possible to improve the stability of the crystal structure of the positive electrode active material and the electrochemical characteristics (cycle characteristics, etc.) of the layered positive electrode active material. If e, which represents the content of M in the formula (1), exceeds 0.35, the capacity of the positive electrode active material decreases. Therefore, by setting the range of e in the above formula (1) to be not less than 0 and not more than 0.35, it is possible to suppress the capacity decrease of the positive electrode active material.

또한, 상기 식(1) 중의 α는, 공간군 R-3m에 귀속되는 층상 구조 화합물을 허용하는 범위이며, 산소의 가부족량을 나타낸다. 양극 활물질의 α-NaFeO2형의 층상 구조를 유지하는 관점에서, 예를 들면, -0.1 이상 0.1 이하의 범위인 것이 바람직하다.In the above formula (1),? Is a range permitting the layered compound attributed to the space group R-3m, and represents the oxygen deficiency amount. From the viewpoint of maintaining the layer structure of the? -NaFeO 2 type of the positive electrode active material, for example, it is preferable that the range is -0.1 or more and 0.1 or less.

양극 활물질의 입자의 결정 구조는, 예를 들면, X선 회절법(X-ray diffraction; XRD) 등에 의해 확인할 수 있다. 또한, 양극 활물질의 입자의 평균 조성은, 고주파 유도 결합 플라스마(Inductively Coupled Plasma; ICP), 원자 흡광 분석(Atomic Absorption Spectrometry; AAS) 등에 의해 확인할 수 있다.The crystal structure of the particles of the cathode active material can be confirmed by, for example, X-ray diffraction (XRD) or the like. The average composition of the particles of the cathode active material can be confirmed by an inductively coupled plasma (ICP), an atomic absorption spectrometry (AAS), or the like.

또한, 양극 활물질의 입자의 BET 비표면적은, 예를 들면, 약 0.2㎡/g 이상 2.0㎡/g 이하로 하는 것이 바람직하다. 양극 활물질의 입자의 BET 비표면적을 약 2.0㎡/g 이하로 함에 의해, 양극에 있어서의 양극 활물질의 충전성이 개선되고, 에너지 밀도가 높은 양극을 제조할 수 있다. 또, BET 비표면적은, 자동 비표면적 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다.The BET specific surface area of the particles of the positive electrode active material is preferably, for example, about 0.2 m 2 / g or more and 2.0 m 2 / g or less. By setting the BET specific surface area of the particles of the positive electrode active material to about 2.0 m < 2 > / g or less, the filling performance of the positive electrode active material in the positive electrode is improved and a positive electrode having a high energy density can be produced. The BET specific surface area can be measured using an automatic specific surface area measuring apparatus.

또한, 양극 활물질의 입자 파괴 강도는 50㎫ 이상 100㎫ 이하인 것이 바람직하다. 이에 따라, 전극 제작의 과정에서 양극 활물질의 입자가 파괴되는 경우가 없고, 양극 집전체의 표면에 양극 활물질을 포함하는 슬러리를 도공하여 양극 합제층을 형성할 때에, 박리 등의 도공 불량이 억제된다. 양극 활물질의 입자 파괴 강도는, 예를 들면, 미소 압축 시험기를 사용하여 측정할 수 있다.It is also preferable that the particle breaking strength of the positive electrode active material is 50 MPa to 100 MPa. Thereby, the particles of the cathode active material are not destroyed in the course of electrode production, and when the slurry containing the cathode active material is coated on the surface of the cathode current collector to form the anode mixture layer, defective coating such as peeling is suppressed . The particle breaking strength of the positive electrode active material can be measured using, for example, a micro compression tester.

(양극 활물질의 제조 방법)(Method for producing positive electrode active material)

다음으로, 상술의 양극 활물질을 제조하는 본 실시형태의 양극 활물질의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 1a는, 본 실시형태의 양극 활물질의 제조 방법에 포함되는 각 공정을 나타내는 플로우 도면이다. 도 1b는, 도 1a에 나타내는 본 실시형태의 양극 활물질의 제조 방법의 변형예에 있어서의 각 공정을 나타내는 플로우 도면이다.Next, a method of producing the positive electrode active material of this embodiment for manufacturing the above-mentioned positive electrode active material will be described. 1A is a flow chart showing each step included in the method for producing a positive electrode active material of the present embodiment. Fig. 1B is a flow chart showing each step in a modified example of the method for producing the positive electrode active material of the present embodiment shown in Fig. 1A.

본 실시형태의 양극 활물질의 제조 방법은, 탄산리튬과 상기 식(1) 중의 Li 이외의 금속 원소를 각각 포함하는 화합물을 혼합하는 혼합 공정(S1)과, 혼합 공정(S1)에서 얻어진 혼합물을 산화성 분위기하에서 소성하여 상기 식(1)으로 표시되는 리튬 복합 화합물을 얻는 소성 공정(S2)을 갖고 있다.The method for producing the positive electrode active material of the present embodiment comprises a mixing step (S1) of mixing lithium carbonate and a compound each containing a metal element other than Li in the formula (1), and a step of mixing the mixture obtained in the mixing step (S1) And a firing step (S2) of firing in an atmosphere to obtain the lithium composite compound represented by the formula (1).

혼합 공정(S1)에서는, 양극 활물질의 출발 원료로서, 탄산리튬에 더해서, 상기 식(1) 중의 Li 이외의 금속 원소를 포함하는 화합물, 예를 들면, Ni 함유 화합물, Mn 함유 화합물, Co 함유 화합물, M 함유 화합물 등을 사용할 수 있다. 또, M 함유 화합물이란, Mg, Al, Ti, Zr, Mo, Nb로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속 원소를 포함하는 화합물이다.In the mixing step (S1), as a starting material for the positive electrode active material, in addition to lithium carbonate, a compound containing a metal element other than Li in the formula (1) such as a Ni-containing compound, a Mn- , An M-containing compound, and the like. The M-containing compound is a compound containing at least one metal element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Zr, Mo and Nb.

혼합 공정(S1)에서는, 상기 식(1)에 대응하는 소정의 원소 조성이 되는 비율로 칭량한 상기 출발 원료를 혼합하여 원료 분말을 조제한다. 본 실시형태의 양극 활물질의 제조 방법에서는, Li를 함유하는 출발 원료로서, 탄산리튬을 사용하고 있다. 탄산리튬은, 아세트산리튬, 질산리튬, 수산화리튬, 염화리튬, 황산리튬 등, 다른 Li 함유 화합물과 비교하여, 공업 이용성 및 실용성이 뛰어나다.In the mixing step (S1), the starting materials weighed in the ratio of the predetermined element composition corresponding to the formula (1) are mixed to prepare a raw material powder. In the method for producing a positive electrode active material of the present embodiment, lithium carbonate is used as a starting material containing Li. Lithium carbonate is superior in industrial availability and practicality as compared with other Li-containing compounds such as lithium acetate, lithium nitrate, lithium hydroxide, lithium chloride and lithium sulfate.

양극 활물질의 출발 원료로서의 Ni 함유 화합물, Mn 함유 화합물, 및 Co 함유 화합물은, 예를 들면, 산화물, 수산화물, 탄산염, 황산염, 또는 아세트산염 등을 사용할 수 있고, 특히, 산화물, 수산화물, 또는 탄산염을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, M 함유 화합물로서는, 예를 들면, 아세트산염, 질산염, 탄산염, 황산염, 산화물, 또는 수산화물 등을 사용할 수 있고, 특히, 탄산염, 산화물, 또는 수산화물을 사용하는 것이 바람직하다.The Ni-containing compound, the Mn-containing compound and the Co-containing compound as starting materials for the positive electrode active material can be, for example, oxides, hydroxides, carbonates, sulfates or acetic acid salts. In particular, oxides, hydroxides, Is preferably used. As the M-containing compound, for example, an acetate, a nitrate, a carbonate, a sulfate, an oxide, or a hydroxide can be used, and in particular, a carbonate, an oxide, or a hydroxide is preferably used.

혼합 공정(S1)에서는, 상기 출발 원료를, 예를 들면, 분쇄기에 의해 분쇄하여 혼합하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 균일하게 혼합된 분말상의 고체 혼합물을 조제할 수 있다. 상기 출발 원료의 화합물을 분쇄하는 분쇄기로서는, 볼밀, 제트밀, 샌드밀 등의 일반적인 정밀 분쇄기를 사용할 수 있다. 또한, 출발 원료의 분쇄는, 습식으로 행하는 것이 바람직하다. 공업적인 관점에서, 습식 분쇄에 사용하는 용매는, 물인 것이 바람직하다. 혼합 공정(S1)에 있어서 분쇄된 출발 원료의 분쇄분의 입도는, 출발 원료의 혼합의 정도를 나타내는 지표가 된다.In the mixing step (S1), it is preferable that the above starting materials are pulverized by, for example, a pulverizer and mixed. Thus, a uniformly mixed powdery solid mixture can be prepared. As the pulverizer for pulverizing the compound of the starting material, a general precision pulverizer such as a ball mill, a jet mill, and a sand mill can be used. It is preferable that the starting material is pulverized by a wet process. From an industrial viewpoint, the solvent used for wet pulverization is preferably water. The particle size of the pulverized powder of the pulverized starting material in the mixing step (S1) is an index indicating the degree of mixing of the starting material.

공업적으로 이용 가능한 실용적인 출발 원료의 입도, 즉, 체적 기준으로 측정했을 경우의 입도(누적 분포)는, 평균 입경인 D50이 1㎛ 이상, 최대 입경인 D100이 10㎛ 이상이다. 이 경우, 체적 기준으로 측정했을 경우의 출발 원료의 분쇄분의 입도는, D50을 0.3㎛ 이하, D100을 1.0㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, D50을 0.3㎛ 이하로 함에 의해, 출발 원료의 분쇄를 충분히 행하여 균일하게 혼합할 수 있다. 또한, D100을 1.0㎛ 이하로 함으로써, 후의 소성 공정(S2)에 있어서 조성의 균일화나 결정화를 촉진시킬 수 있다. 또, 체적 기준의 입도 분포는, 레이저 회절식 입도 분포계로 측정할 수 있다. 출발 원료의 분쇄를 습식으로 행함에 의해, 상기의 바람직한 입도 분포에 용이하게 도달할 수 있다.The particle size (cumulative distribution) of the practical starting materials that can be industrially practically used, that is, the particle size (cumulative distribution) when measured on a volumetric basis, is D50 of 1 μm or more and D100 of 10 μm or more. In this case, it is preferable that the particle size of the pulverized powder of the starting material when measured on a volumetric basis is 0.3 μm or less for D50 and 1.0 μm or less for D100. By setting the D50 to 0.3 탆 or less in this way, the starting material can be sufficiently pulverized and mixed uniformly. Further, by setting D100 to 1.0 탆 or less, it is possible to promote uniformity of the composition and crystallization in the subsequent firing step (S2). The volume-based particle size distribution can be measured by a laser diffraction particle size distribution meter. By carrying out the pulverization of the starting material in a wet manner, the above-mentioned preferable particle size distribution can be easily reached.

혼합 공정(S1)에 있어서, 출발 원료를 습식으로 분쇄한 고액 혼합물은, 예를 들면, 건조기에 의해 건조시킬 수 있다. 건조기는, 예를 들면, 분무 건조기, 유동상(流動床) 건조기, 이베이퍼레이터 등을 사용할 수 있다. 특히, 분무 건조기에 의해 고액 혼합물을 건조시켜, D50이 10㎛ 이상, 30㎛ 이하로 조립 건조된 혼합분을 얻는 것이 바람직하다. 혼합분의 D50을 10㎛ 이상으로 함으로써, 양극 활물질의 D50도 10㎛ 이상으로 할 수 있고, 양극 활물질을 전극화할 때에 집전박으로부터 양극층이 박리하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 혼합분의 D50을 30㎛ 이하로 함으로써, 전극에 있어서의 두께 방향의 양극 활물질의 충전을 균일하게 하여, 도전 경로가 저감하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 혼합분의 D50의 바람직한 범위를 만족시키기 위해서는, 회전 원반 방식의 분무 건조기가 적합하다.In the mixing step (S1), the solid-liquid mixture obtained by wet pulverization of the starting material can be dried, for example, by a drier. The drier may be, for example, a spray dryer, a fluidized bed (drier) drier, an ebay purifier, or the like. Particularly, it is preferable to obtain a mixed powder by drying the solid-liquid mixture by means of a spray dryer, and drying the mixture to a D50 of not less than 10 mu m and not more than 30 mu m. By setting the D50 of the mixed powder to 10 mu m or more, the D50 of the cathode active material can be 10 mu m or more, and the anode layer can be prevented from peeling from the current collector foil when the cathode active material is made into an electrode. In addition, by setting the D50 of the mixed powder to 30 mu m or less, the filling of the cathode active material in the thickness direction of the electrode can be made uniform, and the conduction path can be prevented from being reduced. In order to satisfy the preferable range of the D50 of such a mixture, a rotary disk type spray dryer is suitable.

혼합 공정(S1)에 의해 얻어진 혼합분의 부피 비중은 0.6g/㏄ 이상, 0.8g/㏄ 이하인 것이 바람직하다. 혼합분의 부피 비중을 0.6g/㏄ 이상으로 함으로써, 미분이 적은 혼합분이 되고, 전극화 시에 집전박으로부터 양극층이 박리하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 혼합분의 부피 비중을 0.8g/㏄ 이하로 함으로써, 입자 간극을 확보하고, 소성 공정(S2)에 있어서 혼합분을 용기에 충전하여 가열할 때, 산화성 분위기 가스가 혼합분에 통기시키기 쉬워진다.The bulk specific gravity of the mixed powder obtained by the mixing step (S1) is preferably 0.6 g / cc or more and 0.8 g / cc or less. By setting the volume specific gravity of the mixed powder to 0.6 g / cc or more, a mixed powder having a small amount of fine powder can be obtained, and the anode layer can be prevented from peeling off from the current collecting foil upon electrode formation. By setting the volume specific gravity of the mixed powder to 0.8 g / cc or less, the particle gap is ensured, and when the mixed powder is filled in the vessel in the sintering step (S2) and heated, Loses.

소성 공정(S2)에서는, 혼합 공정(S1)에서 얻어진 혼합물을 산화성 분위기에서 소성하여 상기 식(1)으로 표시되는 리튬 복합 화합물의 분말인 양극 활물질을 제조한다. 본 실시형태의 소성 공정(S2)은, 제1 열처리 공정(S21), 제2 열처리 공정(S22), 및 제3 열처리 공정(S23)을 갖고 있다.In the firing step (S2), the mixture obtained in the mixing step (S1) is fired in an oxidizing atmosphere to produce a cathode active material which is a powder of the lithium composite compound represented by the formula (1). The firing step (S2) of the present embodiment has a first heat treatment step (S21), a second heat treatment step (S22), and a third heat treatment step (S23).

제1 열처리 공정(S21)에서는, 혼합 공정(S1)에서 얻어진 혼합물을 200℃ 이상 400℃ 이하의 열처리 온도에서 0.5시간 이상 5시간 이하에 걸쳐서 열처리함으로써, 제1 전구체를 얻는다. 제1 열처리 공정(S21)은, 혼합 공정(S1)에서 얻어진 혼합물로부터, 양극 활물질의 합성 반응을 방해하는 기화 성분을 제거하는 것을 주목적으로 하여 행해진다. 즉, 제1 열처리 공정(S21)은, 혼합물 중의 기화 성분을 제거하는 열처리 공정이다.In the first heat treatment step (S21), the mixture obtained in the mixing step (S1) is subjected to heat treatment at a heat treatment temperature of 200 ° C or more and 400 ° C or less for 0.5 hour or more and 5 hours or less to obtain a first precursor. The first heat treatment step (S21) is carried out with the aim of removing, from the mixture obtained in the mixing step (S1), a vaporizing component which interferes with the synthesis reaction of the cathode active material. That is, the first heat treatment step (S21) is a heat treatment step for removing vaporized components in the mixture.

제1 열처리 공정(S21)에서는, 열처리되는 혼합물에 포함되는 기화 성분, 예를 들면, 수분, 불순물, 열분해에 수반하는 휘발 성분 등이, 기화, 연소, 휘발하는 등 하여 가스가 발생한다. 혼합물이 탄산리튬 등의 탄산염을 포함하는 경우에는, 탄산염의 열분해에 수반하여 탄산 가스가 발생한다.In the first heat treatment step (S21), a gas is generated by vaporizing, burning, volatilizing, etc., vaporized components contained in the mixture to be heat-treated, for example, moisture, impurities, and volatile components accompanying pyrolysis. In the case where the mixture contains a carbonate such as lithium carbonate, carbon dioxide gas is generated along with pyrolysis of the carbonate.

제1 열처리 공정(S21)에 있어서, 열처리 온도가 200℃ 미만이면, 불순물의 연소 반응이나 출발 원료의 열분해 반응이 불충분해지는 경우가 있다. 또한, 제1 열처리 공정(S21)에 있어서, 열처리 온도가 400℃를 초과하면, 열처리에 의해 혼합물로부터 발생한 가스를 포함하는 분위기하에서, 리튬 복합 화합물의 층상 구조가 형성되어버릴 우려가 있다. 따라서, 제1 열처리 공정(S21)에 있어서, 200℃ 이상 400℃ 이하의 열처리 온도에서 혼합물을 열처리함으로써, 기화 성분이 충분히 제거되고, 또한, 아직 층상 구조가 형성되어 있지 않은 제1 전구체를 얻을 수 있다.If the heat treatment temperature is less than 200 占 폚 in the first heat treatment step (S21), the combustion reaction of the impurities and the pyrolysis reaction of the starting material may be insufficient. If the heat treatment temperature exceeds 400 占 폚 in the first heat treatment step (S21), a layered structure of the lithium composite compound may be formed in an atmosphere containing a gas generated from the mixture by heat treatment. Accordingly, in the first heat treatment step (S21), the mixture is subjected to heat treatment at a heat treatment temperature of 200 ° C or more and 400 ° C or less to obtain a first precursor in which vaporized components are sufficiently removed and a layered structure is not yet formed have.

또한, 제1 열처리 공정(S21)에 있어서, 열처리 온도가 250℃ 이상 400℃ 이하, 보다 바람직하게는 250℃ 이상 380℃ 이하의 범위 내이면, 기화 성분의 제거 효과와 층상 구조의 형성을 억제하는 효과를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 열처리 시간은, 예를 들면, 열처리 온도, 기화 성분의 제거의 정도, 층상 구조의 형성의 억제의 정도 등에 따라, 적의 변경할 수 있다.In the first heat treatment step (S21), if the heat treatment temperature is in the range of 250 deg. C or more and 400 deg. C or less, and more preferably 250 deg. C or more and 380 deg. C or less, the vaporization component removal effect and the formation of the layered structure are suppressed The effect can be further improved. In addition, the heat treatment time can be changed depending on, for example, the heat treatment temperature, the degree of removal of vaporized components, the degree of inhibition of formation of the layered structure, and the like.

제1 열처리 공정(S21)에서는, 혼합물로부터 발생하는 가스의 배기를 목적으로 하여, 분위기 가스의 기류하나 펌프에 의한 배기하에서 열처리하는 것이 바람직하다. 분위기 가스의 1분간당의 유량 또는 펌프에 의한 1분간당의 배기량은, 혼합물로부터 발생하는 가스의 체적보다도 많은 것이 바람직하다. 혼합물로부터 발생하는 가스의 체적은, 예를 들면, 혼합물에 포함되는 출발 원료의 질량과 기화 성분의 비율 등에 의거하여 산출할 수 있다.In the first heat treatment step (S21), for the purpose of exhausting the gas generated from the mixture, it is preferable to carry out the heat treatment under the exhaust gas of an atmospheric gas or a pump. It is preferable that the flow rate per minute of the atmospheric gas or the amount of exhaust per 1 minute by the pump is larger than the volume of the gas generated from the mixture. The volume of the gas generated from the mixture can be calculated based on, for example, the mass of the starting material contained in the mixture and the ratio of the vaporized component.

또한, 제1 열처리 공정(S21)은, 대기압 이하의 감압하에서 행해도 된다. 또한, 제1 열처리 공정(S21)은, 산화 반응을 주목적으로 하고 있지 않으므로, 제1 열처리 공정(S21)의 산화성 분위기는 대기여도 된다. 제1 열처리 공정(S21)의 산화성 분위기로서 대기를 사용함으로써, 열처리 장치의 구성을 간략화하고, 분위기의 공급을 용이하게 하고, 양극 활물질의 생산성을 향상시켜서 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 제1 열처리 공정(S21)의 열처리의 분위기는, 산화성 분위기로 한정되지 않고, 예를 들면 불활성 가스 등의 비산화성 분위기여도 된다.Further, the first heat treatment step (S21) may be performed under a reduced pressure of atmospheric pressure or lower. In addition, the oxidizing atmosphere in the first heat treatment step (S21) may be increased because the oxidation treatment is not the primary target in the first heat treatment step (S21). By using the atmosphere as the oxidizing atmosphere in the first heat treatment step (S21), the structure of the heat treatment apparatus can be simplified, the atmosphere can be supplied easily, and the productivity of the cathode active material can be improved. In addition, the atmosphere of the heat treatment in the first heat treatment step (S21) is not limited to the oxidizing atmosphere but may be a non-oxidizing atmosphere such as an inert gas.

소성 공정(S2)에서는, 제1 열처리 공정(S21)의 종료 후에 제2 열처리 공정(S22)을 행하지만, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 제1 열처리 공정(S21)의 공정 중에, 산화성 분위기를 치환하는 제1 가스 치환 공정(S24)을 가져도 된다. 또한, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 제1 열처리 공정(S21)의 종료 후에, 제1 가스 치환 공정(S24)을 행해도 된다. 제1 가스 치환 공정(S24)에서는, 제1 열처리 공정(S21)에서 사용한 산화성 분위기를 배기하고, 새로운 산화성 분위기를 도입하여 제2 열처리를 행할 수 있다. 이와 같이 가스 치환 공정(S24)을 행함에 의해, 제1 열처리 공정(S21)의 열처리로 출발 원료의 혼합물로부터 발생한 가스가, 제2 열처리 공정(S22)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.In the firing step (S2), the second heat treatment step (S22) is performed after the end of the first heat treatment step (S21). However, as shown in FIG. 1A, during the step of the first heat treatment step (S21) The first gas replacement step (S24). Further, as shown in Fig. 1B, the first gas replacement step (S24) may be performed after the end of the first heat treatment step (S21). In the first gas replacement step (S24), the oxidative atmosphere used in the first heat treatment step (S21) is evacuated and a second oxidative atmosphere is introduced to perform the second heat treatment. By performing the gas replacement step (S24) in this manner, it is possible to prevent the gas generated from the mixture of the starting materials by the heat treatment in the first heat treatment step (S21) from affecting the second heat treatment step (S22).

또한, 제1 가스 치환 공정(S24)에서는, 제1 전구체를 열처리 장치로부터 일단 취출하여, 다시 열처리 장치 내에 넣도록 해도 된다. 이 경우, 열처리 장치로부터 제1 전구체를 취출할 때에 제1 열처리 공정(S21)에서 사용한 산화성 분위기를 배기하고, 동일 또는 다른 열처리 장치에 제1 전구체와 함께 새로운 산화성 분위기를 도입하여 제2 열처리 공정(S22)을 행하도록 해도 된다.Further, in the first gas replacement step (S24), the first precursor may be once taken out of the heat treatment apparatus and then put in the heat treatment apparatus again. In this case, when the first precursor is taken out from the heat treatment apparatus, the oxidizing atmosphere used in the first heat treatment step (S21) is evacuated and a new oxidizing atmosphere is introduced into the same or another heat treatment apparatus together with the first precursor, S22) may be performed.

또한, 제1 열처리 공정(S21)의 열처리 시 또는 열처리 후에 배기를 행하는 경우에는, 제1 열처리 공정(S21), 제1 가스 치환 공정(S24), 및 제2 열처리 공정(S22)을 연속적으로 행해도 된다. 이 경우, 제1 가스 치환 공정(S24)에서는, 열처리 장치로부터 제1 전구체를 취출하지 않고, 동일 열처리 장치 내에서 산화성 분위기를 연속적으로 치환해도 된다.The first heat treatment step (S21), the first gas replacement step (S24) and the second heat treatment step (S22) are continuously performed in the case of performing the heat treatment in the first heat treatment step (S21) or after the heat treatment . In this case, in the first gas replacement step (S24), the oxidizing atmosphere may be continuously replaced in the same heat treatment apparatus without taking out the first precursor from the heat treatment apparatus.

제2 열처리 공정(S22)에서는, 제1 열처리 공정(S21)에서 얻어진 제1 전구체를, 450℃ 이상 700℃ 미만의 열처리 온도에서 2시간 이상 50시간 이하에 걸쳐서 열처리함으로써, 제2 전구체를 얻는다. 제2 열처리 공정(S22)은, 제1 전구체 중의 Ni를 2가로부터 3가로 산화시킴과 함께, 조성식 LiM'O2로 표시되는 층상 구조의 화합물을 합성하는 것을 주목적으로 하여 행해진다. 즉, 제2 열처리 공정(S22)은, 제1 전구체 중의 Ni 산화 반응과 층상 구조의 형성을 행하는 열처리 공정이다.In the second heat treatment step (S22), the first precursor obtained in the first heat treatment step (S21) is heat-treated at a heat treatment temperature of 450 DEG C or more and less than 700 DEG C for 2 hours or more and 50 hours or less to obtain a second precursor. The second heat treatment step (S22) is performed with the Ni in the first precursor 2 that the primary purpose of synthesizing the compound of the layered structure represented by the composition formula 2 with LiM'O Sikkim 3 Horizontal oxide from horizontal. That is, the second heat treatment step (S22) is a heat treatment step of performing oxidation reaction of Ni and formation of a layered structure in the first precursor.

상기 식(1) 중의 Ni의 함유율을 나타내는 b의 범위가 0.7 이상 0.9 이하인 Ni 고농도의 양극 활물질에 고용량을 발현시키기 위해서는, 소성 공정(S2)에 있어서 Ni의 가수를 2가로부터 3가로 산화시킬 필요가 있다. 2가의 Ni는, 층상 구조 LiM'O2에 있어서 용이하게 Li 위치를 점유해버리고, 양극 활물질의 용량을 저하시키는 원인이 된다. 그 때문에, 소성 공정(S2)에 있어서, 혼합물을 산화성 분위기에서 소성하고, Ni의 가수를 2가로부터 3가로 변화시킨다.In order to develop a high-capacity positive electrode active material having a range of b, which indicates the content of Ni in the above formula (1), is 0.7 or more and 0.9 or less, it is necessary to oxidize Ni singly from two to three in the sintering step (S2) . The divalent Ni easily occupies the Li position in the layered structure LiM'O 2 , which causes the capacity of the positive electrode active material to be lowered. Therefore, in the firing step (S2), the mixture is fired in an oxidizing atmosphere to change the valence of Ni from two to three.

조성식 LiM'O2로 표시되는 층상 구조의 화합물을 합성하기 위해서는, 제1 전구체와 분위기 중의 산소가 반응하는 것이 필요하다. 제1 전구체에 포함되는 리튬 산화물과 니켈 산화물로부터 LiNiO2를 합성하는 반응은 하기 식(2)으로 표시된다.In order to synthesize a layered compound represented by the formula LiM'O 2 , it is necessary that the first precursor reacts with oxygen in the atmosphere. The reaction for synthesizing LiNiO 2 from lithium oxide and nickel oxide contained in the first precursor is represented by the following formula (2).

Li2O+2NiO+(1/2)O2→2LiNiO2 …(2)Li2O + 2NiO + (1/2) O2→ 2LiNiO2 ... (2)

Ni 산화 반응과 상기 식(2)의 반응을 촉진시키기 위해, 제2 열처리 공정(S22)의 열처리의 분위기는, 산소를 포함하는 산화성 분위기이며, 산소 농도가 80% 이상인 것이 바람직하고, 산소 농도가 90% 이상인 것이 보다 바람직하고, 산소 농도가 95% 이상인 것이 더 바람직하고, 산소 농도가 100%인 것이 보다 더 바람직하다. 또한, Ni 산화 반응과 상기 식(2)의 반응을 축차 진행시키기 위해서는, 제2 열처리 공정(S22)의 열처리 시에 산소를 연속적으로 공급하는 것이 바람직하고, 산화성 분위기 가스의 기류하에서 열처리를 행하는 것이 바람직하다.In order to promote the Ni oxidation reaction and the reaction of the formula (2), the atmosphere of the heat treatment in the second heat treatment step (S22) is an oxidizing atmosphere containing oxygen, the oxygen concentration is preferably 80% or more, More preferably 90% or more, more preferably an oxygen concentration of 95% or more, and even more preferably an oxygen concentration of 100%. In order to allow the Ni oxidation reaction and the reaction of the formula (2) to progress sequentially, oxygen is preferably continuously supplied during the heat treatment in the second heat treatment step (S22), and heat treatment is carried out under an air stream of the oxidizing atmosphere gas desirable.

제2 열처리 공정(S22)에서는, 제1 열처리 공정(S21)에서 출발 원료의 혼합물 중의 기화 성분이 제거된 제1 전구체를 열처리함으로써, 열처리 시에 제1 전구체로부터 탄산 가스 등의 가스가 발생하는 것이 억제되어, 산화성 분위기 중의 산소 농도가 저하하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 제2 열처리 공정(S22)에 있어서의 제1 전구체의 Ni 산화 반응이 원활하게 진행하고, 리튬 복합 화합물의 형성 반응이 균일하게 진행한 제2 전구체를 얻을 수 있다. 또한, 출발 원료에 유래하는 잔사(殘渣)도 충분히 저감할 수 있다.In the second heat treatment step (S22), a gas such as carbon dioxide gas is generated from the first precursor at the time of the heat treatment by heat-treating the first precursor from which the vaporized components in the mixture of starting materials have been removed in the first heat treatment step (S21) The oxygen concentration in the oxidizing atmosphere can be suppressed from being lowered. Therefore, the second precursor in which the oxidation reaction of Ni of the first precursor in the second heat treatment step (S22) proceeds smoothly and the formation reaction of the lithium composite compound proceeds uniformly can be obtained. In addition, residues derived from the starting material can be sufficiently reduced.

또, 제2 열처리 공정(S22)의 열처리 온도가 450℃ 미만이면, 제1 전구체를 열처리하여 층상 구조를 갖는 제2 전구체를 형성할 때에, 층상 구조의 형성 반응의 진행이 현저하게 늦어진다. 한편, 제2 열처리 공정(S22)의 열처리 온도가 700℃ 이상이 되면, 제1 전구체를 열처리하여 층상 구조를 갖는 제2 전구체를 형성할 때에, 형성 도중에 입성장(粒成長)이 진행하여 산소와의 반응이 불충분해진다.When the heat treatment temperature in the second heat treatment step (S22) is less than 450 占 폚, the progress of the formation reaction of the layered structure is remarkably retarded when the first precursor is heat-treated to form the second precursor having a layered structure. On the other hand, when the heat treatment temperature in the second heat treatment step (S22) is 700 DEG C or more, when the first precursor is heat-treated to form the second precursor having a layered structure, grain growth progresses during formation, Is insufficient.

따라서, 제2 열처리 공정(S22)의 열처리 온도를 450℃ 이상 700℃ 미만으로 함으로써, 제1 전구체를 열처리하여 층상 구조를 갖는 제2 전구체를 형성할 때에, 층상 구조의 형성 반응을 촉진하면서, 결정립의 성장을 억제하여 산소와의 반응이 불충분해지는 것을 억제할 수 있다. 또, 제2 열처리 공정(S22)의 열처리 온도를 450℃ 이상 660℃ 이하로 함으로써, 결정립의 성장 억제 효과를 보다 향상시킬 수 있다.Therefore, when the heat treatment temperature in the second heat treatment step (S22) is set to 450 deg. C or more and less than 700 deg. C, when the first precursor is heat treated to form the second precursor having a layered structure, It is possible to suppress the growth of oxygen and insufficient reaction with oxygen. In addition, by setting the heat treatment temperature in the second heat treatment step (S22) to 450 deg. C or higher and 660 deg. C or lower, it is possible to further improve the grain growth suppressing effect.

또한, 제2 열처리 공정(S22)의 열처리의 온도 범위에서, 제1 전구체를 충분히 산소와 반응시키기 위해서는, 열처리의 시간을 2시간 이상 100시간 이하로 할 수 있다. 생산성을 향상시키는 관점에서는, 제2 열처리 공정(S22)의 열처리의 시간을 2시간 이상 50시간 이하로 하는 것이 바람직하고, 2시간 이상 15시간 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.In order to sufficiently react the first precursor with oxygen in the temperature range of the heat treatment in the second heat treatment step (S22), the heat treatment time can be set to 2 hours or more and 100 hours or less. From the viewpoint of improving the productivity, the heat treatment time in the second heat treatment step (S22) is preferably from 2 hours to 50 hours, more preferably from 2 hours to 15 hours.

소성 공정(S2)에서는, 제2 열처리 공정(S22)의 종료 후에 제3 열처리 공정(S23)을 행하지만, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 제2 열처리 공정(S22)의 공정 중에, 산화성 분위기를 치환하는 제2 가스 치환 공정(S25)을 가져도 된다. 또한, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 제2 열처리 공정(S22)의 종료 후에, 제2 가스 치환 공정(S25)을 행해도 된다. 제2 가스 치환 공정(S25)에서는, 제2 열처리 공정(S22)에서 사용한 산화성 분위기를 배출하고, 새로운 산화성 분위기를 도입하여 제3 열처리를 행할 수 있다. 이에 따라, 제2 열처리 공정(S22)의 열처리로 제1 전구체로부터 발생한 가스가, 제3 열처리 공정(S23)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.In the firing step (S2), the third heat treatment step (S23) is performed after the end of the second heat treatment step (S22). However, as shown in FIG. 1A, during the step of the second heat treatment step (S22) And a second gas replacement step (S25). Further, as shown in Fig. 1B, the second gas replacement step (S25) may be performed after the end of the second heat treatment step (S22). In the second gas replacement step (S25), the oxidative atmosphere used in the second heat treatment step (S22) is discharged, and a new oxidative atmosphere is introduced to perform the third heat treatment. Thus, the gas generated from the first precursor by the heat treatment in the second heat treatment step (S22) can be prevented from affecting the third heat treatment step (S23).

또한, 제2 가스 치환 공정(S25)에서는, 제2 전구체를 열처리 장치로부터 일단 취출하여, 다시 열처리 장치 내에 넣도록 해도 된다. 이 경우, 열처리 장치로부터 제2 전구체를 취출할 때에 제2 열처리 공정(S22)에서 사용한 산화성 분위기를 배기하고, 동일 또는 다른 열처리 장치에 제2 전구체와 함께 새로운 산화성 분위기를 도입하여 제3 열처리 공정(S23)을 행하도록 해도 된다. 또한, 제1 열처리 공정에서 출발 원료의 혼합물의 기화 성분이 제거되어 있기 때문에, 제2 가스 치환 공정(S25)을 행하지 않고, 제2 전구체를 열처리 장치로부터 취출하지 않고, 제2 열처리 공정(S22)과 제3 열처리 공정(S23)을 연속적으로 행해도 된다.In addition, in the second gas replacement step (S25), the second precursor may be once taken out of the heat treatment apparatus and then placed in the heat treatment apparatus again. In this case, when the second precursor is taken out from the heat treatment apparatus, the oxidizing atmosphere used in the second heat treatment step (S22) is evacuated and a new oxidizing atmosphere is introduced into the same or another heat treatment apparatus together with the second precursor, S23) may be performed. Since the vaporization component of the mixture of the starting materials is removed in the first heat treatment step, the second precursor is not removed from the heat treatment apparatus without performing the second gas replacement step (S25), the second heat treatment step (S22) And the third heat treatment step (S23) may be performed continuously.

제3 열처리 공정(S23)에서는, 제2 열처리 공정(S22)에서 얻어진 제2 전구체를 700℃ 이상 850℃ 이하의 열처리 온도에서 열처리함으로써 리튬 복합 화합물로 이루어지는 양극 활물질을 얻는다. 제3 열처리 공정(S23)은, 제2 전구체 중의 Ni를 2가로부터 3가로 산화시키는 Ni 산화 반응을 충분히 진행시킴과 함께, 열처리에 의해 얻어지는 리튬 복합 화합물로 이루어지는 양극 활물질이 전극 성능을 발현하기 위해서, 결정립을 성장시키는 것을 주목적으로 하여 행해진다. 즉, 제3 열처리 공정(S23)은, 제2 전구체 중의 Ni 산화 반응과 결정 입성장을 행하는 열처리 공정이다.In the third heat treatment step (S23), the second precursor obtained in the second heat treatment step (S22) is heat-treated at a heat treatment temperature of 700 DEG C or higher and 850 DEG C or lower to obtain a cathode active material composed of a lithium composite compound. In the third heat treatment step (S23), the Ni oxidation reaction for oxidizing Ni in the second precursor three to two times from the horizontal direction is sufficiently advanced, and the positive electrode active material composed of the lithium composite compound obtained by the heat treatment exhibits electrode performance , And the main purpose is to grow crystal grains. That is, the third heat treatment step (S23) is a heat treatment step of performing Ni oxidation reaction and crystal grain growth in the second precursor.

Ni 산화 반응을 충분히 진행시키기 위해, 제3 열처리 공정(S23)의 열처리의 분위기는, 산소를 포함하는 산화성 분위기이며, 산소 농도가 80% 이상인 것이 바람직하고, 산소 농도가 90% 이상인 것이 보다 바람직하고, 산소 농도가 95% 이상인 것이 더 바람직하고, 산소 농도가 100%인 것이 보다 더 바람직하다.In order to sufficiently accelerate the oxidation reaction of Ni, the atmosphere of the heat treatment in the third heat treatment step (S23) is an oxidizing atmosphere containing oxygen, and the oxygen concentration is preferably 80% or more, more preferably 90% , An oxygen concentration of 95% or more is more preferable, and an oxygen concentration of 100% is more preferable.

또, 제3 열처리 공정(S23)의 열처리 온도가 700℃ 미만이면 제2 전구체의 결정화가 불충분해지고, 850℃를 초과하면 제2 전구체의 층상 구조가 분해하여 2가의 Ni가 생성되어, 얻어지는 양극 활물질의 용량이 저하해버린다. 따라서, 제3 열처리 공정(S23)의 열처리 온도를 700℃ 이상 850℃ 이하로 함으로써, 제2 전구체의 입성장을 촉진시키고, 또한 층상 구조의 분해를 억제하여, 얻어지는 양극 활물질의 용량을 향상시킬 수 있다. 또, 제3 열처리 공정(S23)의 열처리 온도를, 700℃ 이상 840℃ 이하로 함으로써, 입성장의 촉진 효과와 층상 구조의 분해 억제 효과를 보다 향상시킬 수 있다.If the heat treatment temperature in the third heat treatment step (S23) is less than 700 deg. C, the crystallization of the second precursor becomes insufficient. When the temperature exceeds 850 deg. C, the layered structure of the second precursor decomposes to produce bivalent Ni, The capacity of the battery is deteriorated. Therefore, by setting the heat treatment temperature in the third heat treatment step (S23) to 700 DEG C or higher and 850 DEG C or lower, it is possible to promote grain growth of the second precursor, suppress decomposition of the layered structure, and improve the capacity of the obtained cathode active material have. Further, by setting the heat treatment temperature in the third heat treatment step (S23) to 700 ° C or higher and 840 ° C or lower, it is possible to further improve the grain growth promoting effect and the layer structure decomposition inhibiting effect.

또한, 제3 열처리 공정(S23)에 있어서, 산소 분압이 낮으면 Ni 산화 반응을 촉진시키기 위해 열이 필요해진다. 따라서, 제2 전구체에의 산소 공급이 불충분할 경우, 열처리 온도를 상승시킬 필요가 있다. 열처리 온도를 상승시키면, 층상 구조의 분해가 불가피해지고, 얻어지는 양극 활물질에 있어서 양호한 전극 특성을 얻을 수 없어진다. 따라서, 제2 전구체에의 산소 공급을 충분히 행하기 위해, 제3 열처리 공정(S23)의 열처리의 시간은, 2시간 이상 100시간 이하로 할 수 있다. 양극 활물질의 생산성을 향상시키는 관점에서, 제3 열처리 공정(S23)의 열처리의 시간은, 2시간 이상 50시간 이하인 것이 바람직하고, 2시간 이상 15시간 이하인 것이 보다 바람직하다.Further, in the third heat treatment step (S23), when the oxygen partial pressure is low, heat is required to promote the Ni oxidation reaction. Therefore, when the oxygen supply to the second precursor is insufficient, it is necessary to raise the heat treatment temperature. When the heat treatment temperature is raised, decomposition of the layered structure becomes inevitable, and good electrode characteristics can not be obtained in the obtained positive electrode active material. Therefore, in order to sufficiently supply oxygen to the second precursor, the time of the heat treatment in the third heat treatment step (S23) may be from 2 hours to 100 hours. From the viewpoint of improving the productivity of the cathode active material, the heat treatment time in the third heat treatment step (S23) is preferably from 2 hours to 50 hours, more preferably from 2 hours to 15 hours.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 양극 활물질의 제조 방법에서는, 혼합 공정(S1)에서 얻어진 혼합물을 산화성 분위기에서 소성하는 소성 공정(S2)의 제1 열처리 공정(S21)에 있어서, 혼합물로부터 탄산 가스를 충분히 발생시켜, 가열에 의한 탄산 가스의 발생이 억제된 제1 전구체를 얻을 수 있다. 그리고, 소성 공정(S2)의 제2 열처리 공정(S22)에서는, 제1 전구체로부터의 탄산 가스의 발생이 억제됨으로써, 산화성 분위기의 산소 분압의 저하가 억제되어, 제1 전구체의 Ni 산화 반응이 촉진되어서 다량 또한 균일하게 진행하고, 제2 전구체가 얻어진다. 또한, 소성 공정(S2)의 제3 열처리 공정(S23)에 있어서도, 제2 전구체로부터의 탄산 가스의 발생이 억제됨으로써, 산화성 분위기의 산소 분압의 저하가 억제되어, 제2 전구체의 Ni 산화 반응이 다량 또한 균일하게 진행함과 함께, 결정립의 성장이 진행한다. 따라서, 층상 구조를 갖는 Ni 고농도의 리튬 복합 화합물 중에 잔존하는 2가의 Ni를 감소시킨 고용량 또한 용량 유지율이 뛰어난 양극 활물질을 얻을 수 있다.As described above, in the method for producing a positive electrode active material of the present embodiment, in the first heat treatment step (S21) of the firing step (S2) for firing the mixture obtained in the mixing step (S1) A sufficient amount of gas can be generated to obtain a first precursor in which generation of carbon dioxide gas by heating is suppressed. In the second heat treatment step (S22) of the firing step (S2), the generation of carbon dioxide gas from the first precursor is suppressed, so that the decrease of the oxygen partial pressure in the oxidative atmosphere is suppressed and the Ni oxidation reaction of the first precursor is promoted So that the second precursor is obtained in a large amount and uniformly. In addition, even in the third heat treatment step (S23) of the firing step (S23), the generation of carbon dioxide gas from the second precursor is suppressed, whereby the lowering of the oxygen partial pressure of the oxidative atmosphere is suppressed, and the Ni oxidation reaction of the second precursor And the growth of the crystal grains progresses. Therefore, it is possible to obtain a positive active material having a high capacity and a high capacity retention ratio, in which divalent Ni remaining in the Ni composite lithium-containing compound having a layered structure is reduced.

본 실시형태의 양극 활물질의 제조 방법은, 제조하는 양극 활물질의 중량이, 예를 들면, 수백 g 이상의 다량이 되면, 효과가 현저해진다. 제조하는 활물질의 중량이 수 g이면, 소성 공정(S2)에 있어서 출발 원료로부터 발생하는 가스에 의한 영향은 적지만, 양극 활물질을 공업적인 규모로 양산하는 경우에는, 소성 공정(S2)에 있어서 출발 원료로부터 발생하는 가스의 체적이 많아지고, 열처리 공정에 있어서의 산화 분위기의 산소 분압이 저하하기 쉬워지기 때문이다.The method of manufacturing the positive electrode active material of the present embodiment becomes remarkable when the weight of the produced positive electrode active material becomes, for example, a large amount of several hundred g or more. If the weight of the active material to be produced is a few grams, the influence of the gas generated from the starting material in the firing step (S2) is small, but if the mass production of the cathode active material is carried out on an industrial scale, The volume of the gas generated from the raw material is increased and the partial pressure of oxygen in the oxidizing atmosphere in the heat treatment process tends to decrease.

또, 소성 공정(S2)에 있어서, 제1 열처리 공정(S21)을 생략하면, 제2 열처리 공정(S22) 및 제3 열처리 공정(S23)에서 산소 분압이 저하해버린다. 그 결과, Ni의 산화를 수반하는 층상 구조의 형성 반응을 충분히 진행시키기 위해, 보다 고온에서 열처리할 필요가 있어, 호적한 온도 범위를 초과하게 된다. 또한, 제2 열처리 공정(S22)을 생략하면, Ni의 산화 반응이 불충분한 채 입성장이 진행하므로 바람직하지 못하다. 또한, 제3 열처리 공정(S23)을 생략하면 적정한 전극 특성이 얻어지지 않는다.If the first heat treatment step (S21) is omitted in the firing step (S2), the oxygen partial pressure decreases in the second heat treatment step (S22) and the third heat treatment step (S23). As a result, it is necessary to perform heat treatment at a higher temperature in order to sufficiently promote the formation reaction of the layered structure involving the oxidation of Ni, resulting in exceeding a favorable temperature range. If the second heat treatment step (S22) is omitted, the oxidation reaction of Ni proceeds insufficiently, which is undesirable. If the third heat treatment step (S23) is omitted, proper electrode characteristics can not be obtained.

(양극 및 리튬 이온 이차전지)(Positive electrode and lithium ion secondary battery)

이하, 상술의 양극 활물질의 제조 방법에 의해 제조된 양극 활물질을 사용한 비수계 이차전지용의 양극과, 그것을 구비한 비수계 이차전지의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는, 본 실시형태의 양극(111) 및 그것을 구비한 비수계 이차전지(100)의 모식적인 부분 단면도이다.Hereinafter, the structure of a positive electrode for a nonaqueous secondary battery using the positive electrode active material produced by the above-described method for producing a positive electrode active material and a nonaqueous secondary battery having the same will be described. 2 is a schematic partial cross-sectional view of a positive electrode 111 of the present embodiment and a non-aqueous secondary battery 100 having the same.

본 실시형태의 비수계 이차전지(100)는, 예를 들면, 원통형의 리튬 이온 이차전지이며, 비수 전해액을 수용하는 유저원통상(有底圓筒狀)의 전지캔(101)과, 전지캔(101) 내에 수용되는 권회 전극군(110)과, 전지캔(101)의 상부 개구를 봉지하는 원판상의 전지 덮개(102)를 구비하고 있다. 전지캔(101)과 전지 덮개(102)는, 예를 들면, 스테인리스, 알루미늄 등의 금속 재료에 의해 제작되어, 절연성을 갖는 수지 재료로 이루어지는 씰재(106)를 개재하여 전지 덮개(102)가 전지캔(101)에 코킹 등에 의해 고정됨으로써, 전지캔(101)이 전지 덮개(102)에 의해 봉지됨과 함께 서로 전기적으로 절연되어 있다. 또, 비수계 이차전지(100)의 형상은, 원통형에 한정되지 않고, 각형, 버튼형, 라미네이트 시트형 등, 다른 임의의 형상을 채용할 수 있다.The non-aqueous secondary battery 100 of the present embodiment is, for example, a cylindrical lithium ion secondary battery. The nonaqueous secondary battery 100 includes a battery can 101 having a cylindrical shape and containing a non-aqueous electrolyte, A winding electrode group 110 accommodated in the battery case 101 and a battery cover 102 on the disk that seals the upper opening of the battery can 101. [ The battery can 101 and the battery cover 102 are made of a metallic material such as stainless steel or aluminum and are bonded to each other through a sealing material 106 made of a resin material having an insulating property, The battery can 101 is sealed by the battery lid 102 and electrically insulated from each other by being fixed to the can 101 by caulking or the like. The shape of the non-aqueous secondary battery 100 is not limited to a cylindrical shape, and any other shape such as a square shape, a button shape, a laminate sheet shape, or the like can be adopted.

권회 전극군(110)은, 긴 띠 형상의 세퍼레이터(113)를 개재하여 대향시킨 긴 띠 형상의 양극(111)과 음극(112)을 권회 중심축 주위에 권회(捲回)함에 의해 제작되어 있다. 권회 전극군(110)은, 양극 집전체(111a)가 양극 리드편(103)을 개재하여 전지 덮개(102)와 전기적으로 접속되고, 음극 집전체(112a)가 음극 리드편(104)을 개재하여 전지캔(101)의 저부와 전기적으로 접속되어 있다. 권회 전극군(110)과 전지 덮개(102)의 사이 및 권회 전극군(110)과 전지캔(101)의 저부와의 사이에는, 단락을 방지하는 절연판(105)이 배치되어 있다. 양극 리드편(103) 및 음극 리드편(104)은, 각각 양극 집전체(111a) 및 음극 집전체(112a)와 같은 재료에 의해 제작된 전류 인출용의 부재이며, 각각 양극 집전체(111a) 및 음극 집전체(112a)에 스폿 용접 또는 초음파 압접 등에 의해 접합되어 있다.The winding electrode group 110 is manufactured by winding a long strip-shaped anode 111 and a cathode 112 which are opposed to each other via a long strip-shaped separator 113 around a winding central axis . The winding electrode group 110 is formed in such a manner that the positive electrode collector 111a is electrically connected to the battery lid 102 via the positive electrode lead piece 103 and the negative electrode collector 112a contacts the negative electrode lead piece 104 And is electrically connected to the bottom of the battery can 101. An insulating plate 105 is disposed between the winding electrode group 110 and the battery lid 102 and between the winding electrode group 110 and the bottom of the battery can 101 to prevent a short circuit. The positive electrode lead piece 103 and the negative electrode lead piece 104 are members for drawing electric current and made of the same material as the positive electrode collector 111a and the negative electrode collector 112a, And the anode current collector 112a by spot welding or ultrasonic welding.

본 실시형태의 양극(111)은, 양극 집전체(111a)와, 양극 집전체(111a)의 표면에 형성된 양극 합제층(111b)을 구비하고 있다. 양극 집전체(111a)로서는, 예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속박, 익스팬드메탈, 펀칭 메탈 등을 사용할 수 있다. 금속박은, 예를 들면, 15㎛ 이상 25㎛ 이하 정도의 두께로 할 수 있다. 양극 합제층(111b)은, 상술의 양극 활물질의 제조 방법에 의해 제조된 양극 활물질을 포함하고 있다. 또한, 양극 합제층(111b)은, 도전재, 결착제 등을 포함하고 있어도 된다.The anode 111 of the present embodiment has a cathode current collector 111a and a cathode mixture layer 111b formed on the surface of the cathode current collector 111a. As the positive electrode collector 111a, for example, metal foil such as aluminum or aluminum alloy, expanded metal, punching metal, or the like can be used. The metal foil may have a thickness of, for example, about 15 μm or more and about 25 μm or less. The positive electrode material mixture layer 111b includes the positive electrode active material produced by the above-described method for producing a positive electrode active material. The positive electrode material mixture layer 111b may contain a conductive material, a binder, and the like.

음극(112)은, 음극 집전체(112a)와, 음극 집전체(112a)의 표면에 형성된 음극 합제층(112b)을 구비하고 있다. 음극 집전체(112a)로서는, 구리 또는 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금 등의 금속박, 익스팬드메탈, 펀칭 메탈 등을 사용할 수 있다. 금속박은, 예를 들면, 7㎛ 이상 10㎛ 이하 정도의 두께로 할 수 있다. 음극 합제층(112b)은, 일반적인 리튬 이온 이차전지에 사용되고 있는 음극 활물질을 포함하고 있다. 또한, 음극 합제층(112b)은, 도전재, 결착제 등을 포함하고 있어도 된다.The cathode 112 has an anode current collector 112a and a cathode mixture layer 112b formed on the surface of the anode current collector 112a. As the anode current collector 112a, metal foil such as copper or copper alloy, nickel or nickel alloy, expanded metal, punching metal, or the like can be used. The metal foil can have a thickness of, for example, about 7 탆 or more and 10 탆 or less. The negative electrode material mixture layer 112b includes a negative electrode active material used in a general lithium ion secondary battery. The negative electrode material mixture layer 112b may contain a conductive material, a binder, and the like.

음극 활물질로서는, 예를 들면, 탄소 재료, 금속 재료, 금속 산화물 재료 등의 1종 이상을 사용할 수 있다. 탄소 재료로서는, 천연 흑연, 인조 흑연 등의 흑연류나, 코크스, 피치 등의 탄화물류나, 비정질(非晶質) 탄소나, 탄소 섬유 등을 사용할 수 있다. 또한, 금속 재료로서는, 리튬, 실리콘, 주석, 알루미늄, 인듐, 갈륨, 마그네슘이나 이들의 합금, 금속 산화물 재료로서는, 주석, 규소, 리튬, 티타늄 등을 포함하는 금속 산화물을 사용할 수 있다.As the negative electrode active material, for example, at least one of a carbon material, a metal material, and a metal oxide material can be used. As the carbon material, graphite such as natural graphite and artificial graphite, carbonized materials such as coke and pitch, amorphous carbon, carbon fiber and the like can be used. As the metal material, a metal oxide including tin, silicon, lithium, titanium and the like can be used as the material of lithium, silicon, tin, aluminum, indium, gallium, magnesium, alloys thereof and metal oxide.

세퍼레이터(113)로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드 수지, 아라미드 수지 등의 미공성 필름이나 부직포 등을 사용할 수 있다.As the separator 113, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene or polyethylene-polypropylene copolymer, a microporous film such as a polyamide resin or an aramid resin, or a nonwoven fabric may be used.

양극(111) 및 음극(112)은, 예를 들면, 합제 조정 공정, 합제 도공 공정, 및 성형 공정을 거쳐서 제조할 수 있다. 합제 조정 공정에서는, 예를 들면, 플래니터리 믹서, 디스퍼 믹서, 자전·공전 믹서 등의 교반 수단을 사용하여, 양극 활물질 또는 음극 활물질을, 예를 들면, 도전재, 결착제를 포함하는 용액과 함께 교반 및 균질화하여 합제 슬러리를 조제한다.The anode 111 and the cathode 112 can be manufactured, for example, through a compound adjusting step, a compound coating step, and a molding step. In the compounding adjusting step, for example, the positive electrode active material or the negative electrode active material is mixed with a solution containing a conductive material and a binder, for example, using stirring means such as a planetary mixer, a disper mixer, Followed by stirring and homogenization to prepare a slurry.

도전재로서는, 일반적인 리튬 이온 이차전지에 사용되고 있는 도전재를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 흑연 분말, 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙, 서멀 블랙, 채널 블랙 등의 탄소 입자나 탄소 섬유 등을 도전재로서 사용할 수 있다. 도전재는, 예를 들면, 합제 전체의 질량에 대해서 3질량% 이상 10질량% 이하 정도가 되는 양을 사용할 수 있다.As the conductive material, a conductive material used in general lithium ion secondary batteries can be used. Specifically, for example, carbon particles such as graphite powder, acetylene black, furnace black, thermal black and channel black, carbon fibers, and the like can be used as the conductive material. The conductive material may be used in an amount of, for example, 3 mass% or more and 10 mass% or less with respect to the mass of the whole mixture.

결착제로서는, 일반적인 리튬 이온 이차전지에 사용되고 있는 결착제를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리헥사플루오로프로필렌, 스티렌-부타디엔 고무, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리아크릴로니트릴, 변성 폴리아크릴로니트릴 등을 결착제로서 사용할 수 있다. 결착제는, 예를 들면, 합제 전체의 질량에 대해서 2질량% 이상 10질량% 이하 정도가 되는 양을 사용할 수 있다. 음극 활물질과 결착제와의 혼합비는, 예를 들면 중량비로 95:5로 하는 것이 바람직하다.As the binder, a binder used in general lithium ion secondary batteries can be used. Concretely, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, styrene-butadiene rubber, carboxymethylcellulose, polyacrylonitrile, modified polyacrylonitrile, Can be used. The binder may be used in an amount of, for example, 2% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the mass of the whole mixture. The mixing ratio of the negative electrode active material and the binder is preferably 95: 5 by weight, for example.

용액의 용매로서는, 결착제의 종류에 따라, N-메틸피롤리돈, 물, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린, 디메틸설폭시드, 테트라히드로퓨란 등에서 선택할 수 있다.As the solvent of the solution, depending on the kind of the binder, it is possible to use a solvent such as N-methylpyrrolidone, water, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, Glycol, glycerin, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran and the like.

합제 도공 공정에서는, 우선, 합제 조정 공정에서 조정한 양극 활물질을 포함하는 합제 슬러리와 음극 활물질을 포함하는 합제 슬러리를, 예를 들면, 바코터, 닥터 브레이드, 롤 전사기 등의 도공 수단에 의해, 각각 양극 집전체(111a)와 음극 집전체(112a)의 표면에 도포한다. 다음으로, 합제 슬러리를 도포한 양극 집전체(111a)와 음극 집전체(112a)를 각각 열처리함으로써, 합제 슬러리에 포함되는 용액의 용매를 휘발 또는 증발시켜서 제거하고, 양극 집전체(111a)와 음극 집전체(112a)의 표면에, 각각 양극 합제층(111b)과 음극 합제층(112b)을 형성한다.In the compounding coating process, first, the compounding slurry containing the mixed slurry containing the cathode active material adjusted in the compounding adjusting step and the negative active material is applied by a coating means such as, for example, a bar coater, a doctor blade, Are respectively applied to the surfaces of the positive electrode collector 111a and the negative electrode collector 112a. Next, the positive electrode current collector 111a and the negative electrode current collector 112a coated with the compounded slurry are heat-treated to remove the solvent of the solution contained in the mixed slurry by volatilization or evaporation, and the positive electrode current collector 111a and the negative electrode On the surface of the collector 112a, a positive mix material layer 111b and a negative mix material layer 112b are formed, respectively.

성형 공정에서는, 우선, 양극 집전체(111a)의 표면에 형성된 양극 합제층(111b)과, 음극 집전체(112a)의 표면에 형성된 음극 합제층(112b)을, 예를 들면, 롤 프레스 등의 가압 수단을 사용하여, 각각 가압 성형한다. 이에 따라, 양극 합제층(111b)을, 예를 들면, 100㎛ 이상 300㎛ 이하 정도의 두께로 하고, 음극 합제층(112b)을, 예를 들면, 20㎛ 이상 150㎛ 이하 정도의 두께로 할 수 있다. 그 후, 양극 집전체(111a) 및 양극 합제층(111b)과, 음극 집전체(112a) 및 음극 합제층(112b)을, 각각 긴 띠 형상으로 재단함에 의해, 양극(111)과 음극(112)을 제조할 수 있다.The positive electrode material mixture layer 111b formed on the surface of the positive electrode collector 111a and the negative electrode material mixture layer 112b formed on the surface of the negative electrode collector 112a are formed by a roll press or the like Respectively, using a pressurizing means. Thus, the thickness of the positive electrode material mixture layer 111b is set to, for example, about 100 μm or more and 300 μm or less, and the thickness of the negative electrode material mixture layer 112b is, for example, about 20 μm or more and 150 μm or less . Thereafter, the positive electrode collector 111a and the positive electrode material mixture layer 111b and the negative electrode collector 112a and the negative electrode material mixture layer 112b are cut into long strips to form the positive electrode 111 and the negative electrode 112 ) Can be produced.

이상과 같이 제조된 양극(111) 및 음극(112)은, 세퍼레이터(113)를 개재하여 대향한 상태에서 권회 중심축 주위에 권회되어서 권회 전극군(110)이 된다. 권회 전극군(110)은, 음극 집전체(112a)가 음극 리드편(104)을 개재하여 전지캔(101)의 저부에 접속되고, 양극 집전체(111a)가 양극 리드편(103)을 개재하여 전지 덮개(102)에 접속되고, 절연판(105) 등에 의해 전지캔(101) 및 전지 덮개(102)와 단락이 방지되어서 전지캔(101)에 수용된다. 그 후, 전지캔(101)에 비수 전해액을 주입하고, 씰재(106)를 개재하여 전지 덮개(102)를 전지캔(101)에 고정하고, 전지캔(101)을 밀봉함으로써, 비수계 이차전지(100)를 제조할 수 있다.The positive electrode 111 and the negative electrode 112 manufactured as described above are wound around the winding central axis in a state of being opposed to each other via the separator 113 to become the winding electrode group 110. The winding electrode group 110 is formed in such a manner that the anode current collector 112a is connected to the bottom of the battery can 101 via the anode lead piece 104 and the anode current collector 111a is connected to the anode lead piece 103 And is short-circuited with the battery can 101 and the battery cover 102 by the insulating plate 105 or the like and is accommodated in the battery can 101. [ Thereafter, the nonaqueous electrolyte solution is injected into the battery can 101, the battery lid 102 is fixed to the battery can 101 via the sealing material 106, and the battery can 101 is sealed, (100) can be produced.

전지캔(101)에 주입되는 전해액으로서는, 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 비닐렌카보네이트(VC), 메틸아세테이트(MA), 에틸메틸카보네이트(EMC), 메틸프로필카보네이트(MPC) 등의 용매에, 전해질로서 6불화인산리튬(LiPF6), 4불화붕산리튬(LiBF4), 과염소산리튬(LiClO4) 등을 용해시킨 것을 사용하는 것이 바람직하다. 전해질의 농도는 0.7M 이상 1.5M 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 전해액에, 카르복시산 무수기를 갖는 화합물이나, 프로판설톤 등의 황 원소를 갖는 화합물, 붕소를 갖는 화합물을 혼합시켜도 된다. 이들의 화합물의 첨가 목적은, 음극 표면에서의 전해액의 환원 분해 억제나, 양극으로부터 용출한 망간 등의 금속 원소의 음극에서의 환원 석출 방지, 전해액의 이온 도전성 향상, 전해액의 난연화 등이며, 목적에 따라 적의 선택하면 된다.Examples of the electrolytic solution injected into the battery can 101 include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), vinylene carbonate (VC) Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), or the like is dissolved as an electrolyte in a solvent such as methylene carbonate (EMC) or methylpropyl carbonate (MPC) . The concentration of the electrolyte is preferably 0.7 M or more and 1.5 M or less. A compound having a carboxylic acid anhydride group, a compound having a sulfur element such as propane sultone, or a compound having boron may be mixed in these electrolytic solutions. The object of the addition of these compounds is to prevent reduction of the electrolytic solution on the surface of the negative electrode and to prevent reduction of metal elements such as manganese and the like eluted from the positive electrode on the negative electrode and to improve the ionic conductivity of the electrolytic solution, You can choose the enemy.

이상의 구성을 갖는 비수계 이차전지(100)는, 전지 덮개(102)를 양극 외부 단자, 전지캔(101)의 저부를 음극 외부 단자로 하여, 외부로부터 공급된 전력을 권회 전극군(110)에 축적함과 함께, 권회 전극군(110)에 축적한 전력을 외부의 장치 등에 공급할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태의 비수계 이차전지(100)는, 예를 들면, 휴대 전자기기나 가정용 전기기기 등의 소형 전원, 무정전 전원이나 전력 평준화 장치 등의 정치용 전원, 선박, 철도, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 구동 전원으로서 사용할 수 있다.The non-aqueous secondary battery 100 having the above-described configuration has the battery lid 102 as a cathode external terminal and the bottom of the battery can 101 as a cathode external terminal, and supplies power supplied from the outside to the winding electrode group 110 The electric power accumulated in the winding electrode group 110 can be supplied to an external device or the like. As described above, the non-aqueous secondary battery 100 of the present embodiment can be used for a small-sized power source such as a portable electronic device or a household electric device, a power source for a stationary power source such as an uninterruptible power source or a power leveling device, , Electric vehicles, and the like.

이하, 본 발명의 양극 활물질의 제조 방법에 의거하는 실시예와, 본 발명의 양극 활물질의 제조 방법과는 다른 비교예에 대해서 설명한다.Hereinafter, a comparative example different from the embodiment based on the method for producing the positive electrode active material of the present invention and the method for producing the positive electrode active material of the present invention will be described.

(실시예1)(Example 1)

우선, 양극 활물질의 출발 원료로서, 탄산리튬, 수산화니켈, 탄산코발트 및 탄산망간을 준비했다. 다음으로, 각 출발 원료를, 원자비로 Li:Ni:Co:Mn이, 1.04:0.80:0.10:0.10이 되도록 칭량하고, 분쇄기로 분쇄함과 함께 습식 혼합하여 슬러리를 조제하고, 얻어진 슬러리(혼합물)를, 스프레이 드라이어로 건조시켰다(혼합 공정). 그 후, 건조시킨 혼합물을 소성하여 소성분을 얻었다(소성 공정).First, lithium carbonate, nickel hydroxide, cobalt carbonate and manganese carbonate were prepared as starting materials for the positive electrode active material. Next, each starting material was weighed so as to have an atomic ratio of Li: Ni: Co: Mn of 1.04: 0.80: 0.10: 0.10, pulverized by a pulverizer and wet mixed to prepare a slurry, ) Was dried with a spray dryer (mixing step). Thereafter, the dried mixture was fired to obtain a small component (firing step).

구체적으로는, 분쇄기로서 비드밀을 사용하고, 물을 용매로 하여 습식 혼합을 행하여, 입도가 안정할 때까지 운전했다. 얻어진 슬러리의 입도를 레이저 회절식 입도 분포계에 의해 측정한 바, D50=0.13㎛, D100=0.26㎛였다. 슬러리를 회전 원반 방식의 분무 건조기를 사용하여 건조시켜, D50=17㎛, 부피 비중 0.74g/㏄의 건조한 혼합분을 얻었다.Specifically, a bead mill was used as a pulverizer, wet mixing was performed using water as a solvent, and the operation was continued until the particle size became stable. The particle size of the obtained slurry was measured by a laser diffraction particle size distribution meter, and D50 = 0.13 占 퐉 and D100 = 0.26 占 퐉. The slurry was dried by using a rotary disk type spray drier to obtain a dry mixed powder having a D50 of 17 mu m and a bulk specific gravity of 0.74 g / cc.

다음으로, 혼합 공정에서 얻어진 혼합물(혼합분) 1㎏을, 종 300㎜, 횡 300㎜, 높이 100㎜의 알루미나 용기에 충전하고, 연속 반송로에 의해, 대기 분위기에서 350℃의 열처리 온도로 1시간에 걸쳐서 열처리를 행했다(제1 열처리 공정). 제1 열처리 공정에서는, 수산화니켈의 열분해에 수반하는 수증기와, 탄산코발트 및 탄산망간의 열분해에 수반하는 이산화탄소가 발생한다. 다음으로, 얻어진 분말(제1 전구체)을, 로내 산소 농도 90% 이상의 분위기로 치환한 연속 반송로에 의해, 산소 기류 중에서 600℃의 열처리 온도로 10시간에 걸쳐서 열처리를 행했다(제2 열처리 공정). 제2 열처리 공정에서는, 제1 열처리 공정에서 전부 반응하지 못했던 탄산코발트 및 탄산망간이 열분해하여, 이산화탄소가 발생한다. 또한, 열분해 후의 니켈, 코발트, 망간의 각 산화물과 반응하여 리튬 복합 산화물의 전구체를 형성하기 때문에, 탄산리튬은, 분해하여 이산화탄소를 방출한다. 또한, 얻어진 분말(제2 전구체)을, 로내 산소 농도 90% 이상의 분위기로 치환한 연속 반송로에 의해, 산소 기류 중에서 800℃의 열처리 온도로 10시간에 걸쳐서 열처리를 행하여, 소성분(리튬 복합 화합물)을 얻었다(제3 열처리 공정). 제3 열처리 공정에서는 니켈의 산화에 의해 상기 식(2)의 반응이 진행하므로, 반응 잔사였던 탄산리튬이 리튬 산화물과 이산화탄소로 분해하여, 이산화탄소가 발생한다. 리튬 복합 산화물을 합성하기 위해서는, 제2 및 제3 열처리 공정에서 발생하는 이산화탄소를 신속하게 배기함과 함께, 산화 반응을 촉진하는 충분한 산소가 중요하다.Next, 1 kg of the mixture (mixed powder) obtained in the mixing step was charged into an alumina container having a length of 300 mm, a length of 300 mm and a height of 100 mm, and was subjected to continuous heat treatment at a heat treatment temperature of 350 ° C The heat treatment was performed over time (first heat treatment step). In the first heat treatment step, water vapor accompanying pyrolysis of nickel hydroxide and carbon dioxide accompanied by thermal decomposition of cobalt carbonate and manganese carbonate are generated. Next, the obtained powder (first precursor) was subjected to a heat treatment for 10 hours at a heat treatment temperature of 600 占 폚 in an oxygen stream by a continuous carrier furnace in which the atmosphere was replaced with an atmosphere having an oxygen concentration of 90% or more (second heat treatment step) . In the second heat treatment step, cobalt carbonate and manganese carbonate which have not reacted in the first heat treatment step are thermally decomposed to generate carbon dioxide. Further, since it reacts with each oxide of nickel, cobalt and manganese after pyrolysis to form a precursor of the lithium composite oxide, lithium carbonate decomposes and releases carbon dioxide. The resultant powder (second precursor) was heat-treated for 10 hours at a heat treatment temperature of 800 占 폚 in an oxygen stream by a continuous transport path in which the atmosphere was replaced with an atmosphere having an oxygen concentration of at least 90% ) (Third heat treatment step). In the third heat treatment step, the reaction of the formula (2) proceeds by the oxidation of nickel, so that lithium carbonate as a reaction residue is decomposed into lithium oxide and carbon dioxide, and carbon dioxide is generated. In order to synthesize the lithium composite oxide, sufficient oxygen is needed to rapidly exhaust the carbon dioxide generated in the second and third heat treatment steps and accelerate the oxidation reaction.

얻어진 소성분을 오프닝 53㎛ 이하로 분급하여, 양극 활물질로 했다. 양극 활물질의 원소비를 ICP에 의해 분석한 결과, Li:Ni:Mn:Co는, 1.02:0.80:0.10:0.10이었다. X선 회절 측정하면 α-NaFeO2형 층상 구조에 대응한 회절 패턴이 얻어지고, 격자 상수는 a=0.287㎚, c=1.42㎚였다. 또한 비표면적은, 0.37㎡/g이었다.The resulting cow component was classified into openings of 53 mu m or less to obtain a positive electrode active material. The elemental consumption of the cathode active material was analyzed by ICP. As a result, Li: Ni: Mn: Co was 1.02: 0.80: 0.10: 0.10. As a result of X-ray diffraction measurement, a diffraction pattern corresponding to the layer structure of? -NaFeO 2 type was obtained, and the lattice constants were a = 0.287 nm and c = 1.42 nm. The specific surface area was 0.37 m < 2 > / g.

(실시예2)(Example 2)

실시예1에서 350℃였던 제1 열처리 공정의 온도를 250℃로 저하시킨 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조했다.A cathode active material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the first heat treatment step at 350 占 폚 in Example 1 was lowered to 250 占 폚.

(실시예3)(Example 3)

실시예1에서 600℃였던 제2 열처리 공정의 온도를 650℃로 상승시킨 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조했다.A cathode active material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the second heat treatment step, which was 600 ° C in Example 1, was increased to 650 ° C.

(실시예4)(Example 4)

실시예1에서 600℃였던 제2 열처리 공정의 온도를 550℃로 저하시킨 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조했다.A cathode active material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the second heat treatment step, which was 600 占 폚 in Example 1, was lowered to 550 占 폚.

(실시예5)(Example 5)

실시예1에서 600℃였던 제2 열처리 공정의 온도를 500℃로 저하시킨 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조했다.A cathode active material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the second heat treatment step, which was 600 ° C in Example 1, was lowered to 500 ° C.

(비교예1)(Comparative Example 1)

소성 공정에 있어서, 제1 열처리 공정을 생략한 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 합성하고, X선 회절 측정 및 비표면적을 측정했다. 얻어진 격자 상수는 a=0.287㎚, c=1.41㎚였다. 또한, 비표면적은 0.40㎡/g이었다.In the firing step, the cathode active material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the first heat treatment step was omitted, and X-ray diffraction measurement and specific surface area were measured. The obtained lattice constants were a = 0.287 nm and c = 1.41 nm. The specific surface area was 0.40 m < 2 > / g.

(비교예2)(Comparative Example 2)

소성 공정에 있어서, 제1 열처리 공정 및 제2 열처리 공정을 생략한 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 합성하고, X선 회절 측정 및 비표면적을 측정했다. 얻어진 격자 상수는 a=0.287㎚, c=1.42㎚였다. 또한 비표면적은, 0.38㎡/g이었다.The cathode active material was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the first heat treatment step and the second heat treatment step were omitted in the firing step, and X-ray diffraction measurement and specific surface area were measured. The obtained lattice constants were a = 0.287 nm and c = 1.42 nm. The specific surface area was 0.38 m < 2 > / g.

(비교예3)(Comparative Example 3)

실시예1에서 350℃였던 제1 열처리 공정의 온도를 150℃로 저하시킨 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조했다.A cathode active material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the first heat treatment step at 350 占 폚 in Example 1 was lowered to 150 占 폚.

(비교예4)(Comparative Example 4)

실시예1에서 600℃였던 제2 열처리 공정의 온도를 700℃로 상승시킨 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조했다.A cathode active material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the second heat treatment step, which was 600 ° C in Example 1, was increased to 700 ° C.

(비교예5)(Comparative Example 5)

실시예1에서 600℃였던 제2 열처리 공정의 온도를 400℃로 저하시킨 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조했다.A cathode active material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the second heat treatment step, which was 600 ° C in Example 1, was lowered to 400 ° C.

(비교예6)(Comparative Example 6)

실시예1에서 90% 이상의 산소 농도의 산화성 분위기에서 행한 제2 열처리 및 제3 열처리를 함께 대기 분위기에서 행한 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조했다.A cathode active material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the second heat treatment and the third heat treatment performed in the oxidizing atmosphere of oxygen concentration of 90%

(리튬 이온 이차전지의 제작)(Preparation of Lithium Ion Secondary Battery)

실시예1부터 실시예5 및 비교예1부터 비교예6에서 제조한 양극 활물질을 사용하여, 이하의 순서에 따라, 각각, 실시예1부터 실시예5 및 비교예1부터 비교예6의 리튬 이온 이차전지를 제작했다.Using the cathode active materials prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6, lithium ions of the lithium ions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 A secondary battery was produced.

우선, 양극 활물질과, 결착제와, 도전재를 혼합하여, 양극 합제 슬러리를 조제했다. 그리고, 조제한 양극 합제 슬러리를, 양극 집전체인 두께 20㎛의 알루미늄박에 도포하고, 120℃에서 건조시킨 후, 전극 밀도가 2.0g/㎤이 되도록 프레스로 압축 성형하고, 이것을 직경 15㎜의 원반상으로 펀칭하여 양극을 제작했다. 또한, 음극 활물질로서 금속 리튬을 사용하여 음극을 제작했다.First, a positive electrode active material, a binder, and a conductive material were mixed to prepare a positive electrode material mixture slurry. Then, the prepared positive electrode material mixture slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 mu m as a positive electrode current collector, dried at 120 DEG C, compression-molded by a press so as to have an electrode density of 2.0 g / The anode was punched out by a counter-current. Further, a negative electrode was fabricated by using metal lithium as the negative active material.

다음으로, 제작한 양극, 음극, 및 비수 전해액을 사용하여, 리튬 이온 이차전지를 제작했다. 비수 전해액으로서는, 체적비가 3:7이 되도록 에틸렌카보네이트와 디메틸카보네이트를 혼합한 용매에, 종농도(終濃度)가 1.0㏖/L이 되도록 LiPF6을 용해시킨 용액을 사용했다.Next, using the prepared positive electrode, negative electrode and non-aqueous electrolyte, a lithium ion secondary battery was produced. As the non-aqueous electrolyte, a solution prepared by dissolving LiPF 6 so as to have a final concentration (final concentration) of 1.0 mol / L was used in a solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate were mixed so that the volume ratio was 3: 7.

다음으로, 실시예1부터 실시예5 및 비교예1부터 비교예6의 리튬 이온 이차전지의 각각에 대해서, 충방전 시험을 행하여, 초회의 방전 용량을 측정했다. 충전은, 충전 전류를 0.2CA로 하여, 충전 종지 전압 4.4V까지 정전류, 정전압으로 행하고, 방전은, 방전 전류를 0.2CA로 하여, 방전 종지 전압 2.5V까지 정전류로 행했다. 그 후, 충전 및 방전 전류를 1.0CA, 충전 종지 전압을 4.4V, 방전 종지 전압 2.5V로 하여 50사이클 충방전을 반복했다. 50사이클째에 계측되는 방전 용량을, 1사이클째에서 계측되는 방전 용량으로 나눈 값의 백분률을 산출하여 용량 유지율로 정의했다. 결과를 표 1에 나타낸다.Next, charging and discharging tests were conducted on each of the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6, and the initial discharging capacity was measured. The charging was carried out at a constant current of 0.2 CA and a constant current of up to 4.4 V at a constant current and a constant voltage. The discharging was performed at a constant current of 0.2 CA for the discharge end voltage of 2.5 V. Thereafter, charging and discharging were repeated for 50 cycles at a charging and discharging current of 1.0 CA, a charging end voltage of 4.4 V and a discharge end voltage of 2.5 V. The percentage of the value obtained by dividing the discharge capacity measured at the 50th cycle by the discharge capacity measured at the first cycle was calculated and defined as the capacity retention rate. The results are shown in Table 1.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

이상의 결과로부터, 제1 열처리, 제2 열처리, 및 제3 열처리를 갖는 소성 공정을 거쳐서 제조된 양극 활물질을 양극에 사용한 실시예1의 리튬 이온 이차전지에서는, 0.2C 방전 용량이 198Ah/㎏, 1C 초회 방전이 180Ah/㎏, 용량 유지율이 81%이며, 어느 것이나 양호한 결과가 얻어졌다. 또한, 제1 열처리 공정을 250℃ 이상 400℃ 이하의 온도에서 행하고, 제2 열처리 공정을 450℃ 이상 700℃ 미만의 온도에서 행하고, 제3 열처리 공정을 700℃ 이상 840℃ 이하에서 행한 실시예2부터 실시예5의 리튬 이온 이차전지에서도 마찬가지로 양호한 결과가 얻어졌다.From the above results, in the lithium ion secondary battery of Example 1 using the positive electrode active material produced through the sintering process with the first heat treatment, the second heat treatment and the third heat treatment as the positive electrode, the 0.2C discharge capacity was 198 Ah / kg, The initial discharge was 180 Ah / kg, and the capacity retention rate was 81%. The second heat treatment step was performed at a temperature of 250 ° C or higher and 400 ° C or lower, the second heat treatment step was performed at a temperature of 450 ° C or higher and lower than 700 ° C, and the third heat treatment step was performed at 700 ° C or higher and 840 ° C or lower. Good results were obtained in the lithium ion secondary battery of Example 5 as well.

이에 반해, 소성 공정에 있어서 제1 열처리, 및, 제1 열처리 및 제2 열처리를 생략한 양극 활물질을 양극에 사용한 비교예1 및 비교예2의 리튬 이온 이차전지에서는, 실시예1의 리튬 이온 이차전지의 결과보다도 수치가 저하했다. 또한, 제1 열처리 공정의 온도를 150℃로 저하시킨 비교예3, 제2 열처리의 온도를 700℃로 상승시킨 비교예4, 및 제2 열처리 공정의 온도를 400℃로 저하시킨 비교예5의 리튬 이온 이차전지에서도 각 실시예보다도 수치가 저하했다. 또한, 제1 열처리부터 제3 열처리까지를 전부 대기 분위기에서 행한 비교예6의 리튬 이온 이차전지에서는, 방전 용량이 대폭 저하했다. 이에 따라, 실시예1부터 실시예5의 양극 활물질의 제조 방법에 의해, 고용량 또한 용량 유지율이 뛰어난 양극 활물질이 얻어지는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, in the lithium ion secondary batteries of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which the first heat treatment in the firing process and the cathode active material in which the first heat treatment and the second heat treatment were omitted as the positive electrode, And the numerical value was lower than the result of the battery. Comparative Example 3 in which the temperature of the first heat treatment step was lowered to 150 캜, Comparative Example 4 in which the temperature of the second heat treatment was raised to 700 캜, and Comparative Example 5 in which the temperature of the second heat treatment step was lowered to 400 캜 The numerical value of the lithium ion secondary battery was lower than that of each example. Further, in the lithium ion secondary battery of Comparative Example 6 in which the entire range from the first heat treatment to the third heat treatment was performed in an atmospheric environment, the discharge capacity significantly decreased. Thus, it was confirmed that the positive electrode active material having a high capacity and a high capacity retention ratio can be obtained by the production method of the positive electrode active material of Examples 1 to 5.

(실시예6)(Example 6)

다음으로, 혼합 공정에 있어서의 습식 혼합의 시간을 실시예1의 50%로 단축한 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조하고, 실시예6의 리튬 이온 이차전지를 제작했다. 또, 혼합 공정에 있어서 건조 조립하기 전의 습식 혼합 후의 슬러리에 포함되는 출발 원료의 분쇄분의 입도를 레이저 회절식 입도 분포계로 측정한 바, D50=0.18㎛, D100=0.45㎛였다.Next, a cathode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that the time for wet mixing in the mixing step was shortened to 50% of Example 1, and a lithium ion secondary battery of Example 6 was produced. In the mixing step, the particle size of the pulverized powder of the starting material contained in the slurry after wet mixing before drying and assembling was measured by a laser diffraction particle size distribution meter, and D50 = 0.18 mu m and D100 = 0.45 mu m.

(실시예7)(Example 7)

다음으로, 습식 혼합의 시간을 38%로 단축한 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조하여, 실시예7의 리튬 이온 이차전지를 제작했다. 또, 실시예6과 마찬가지로 측정한 습식 혼합 후의 슬러리에 포함되는 출발 원료의 분쇄분의 입도는, D50=0.27㎛, D100=1.3㎛였다.Next, a cathode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that the time for wet mixing was shortened to 38%, and a lithium ion secondary battery of Example 7 was produced. The particle size of the pulverized powder of the starting material contained in the slurry after the wet mixing measured in the same manner as in Example 6 was D50 = 0.27 mu m and D100 = 1.3 mu m.

(실시예8)(Example 8)

다음으로, 습식 혼합의 시간을 25%로 단축한 이외에는, 실시예1과 마찬가지로 양극 활물질을 제조하여, 실시예8의 리튬 이온 이차전지를 제작했다. 또, 실시예6과 마찬가지로 측정한 습식 혼합 후의 슬러리에 포함되는 출발 원료의 분쇄분의 입도는, D50=0.36㎛, D100=5.1㎛였다.Next, a cathode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that the time for wet mixing was shortened to 25%, and a lithium ion secondary battery of Example 8 was produced. The particle size of the pulverized powder of the starting material contained in the slurry after wet mixing measured in the same manner as in Example 6 was D50 = 0.36 mu m and D100 = 5.1 mu m.

다음으로, 실시예6, 실시예7 및 실시예8의 리튬 이온 이차전지의 각각에 대해서, 실시예1의 리튬 이온 이차전지와 같은 조건에서 충방전 시험을 행하고, 초회의 방전 용량을 측정하여, 용량 유지율을 산출했다. 실시예1 및 실시예6의 리튬 이온 이차전지의 결과와, 실시예7 및 실시예8의 리튬 이온 이차전지의 결과와의 비교를 표 2에 나타낸다.Next, for each of the lithium ion secondary batteries of Example 6, Example 7, and Example 8, a charge-discharge test was performed under the same conditions as those of the lithium ion secondary battery of Example 1, the initial discharge capacity was measured, And the capacity retention rate was calculated. Table 2 shows a comparison between the results of the lithium ion secondary batteries of Examples 1 and 6 and the results of the lithium ion secondary batteries of Examples 7 and 8.

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

실시예1 및 실시예6의 리튬 이온 이차전지는, 비교적 높은 방전 용량 및 용량 유지율을 나타냈다. 한편, 실시예7 및 실시예8의 리튬 이온 이차전지에서는, 실시예1 및 실시예6의 리튬 이온 이차전지와 마찬가지로 방전 용량은 높지만, 50사이클 후의 용량 유지율이 저하하고 있어, 충방전 사이클에 의한 열화(劣化)가 보였다. 즉, 혼합 공정에 있어서의 혼합 시간이 짧고, 혼합분의 D50 및 D100이 증가하면, 사이클 후의 용량이 저하한다.The lithium ion secondary batteries of Examples 1 and 6 exhibited a relatively high discharge capacity and capacity retention rate. On the other hand, in the lithium ion secondary batteries of Examples 7 and 8, the discharge capacity was high similarly to the lithium ion secondary batteries of Examples 1 and 6, but the capacity retention rate after 50 cycles was lowered. Degradation was observed. That is, when the mixing time in the mixing step is short and the D50 and D100 of the mixed ingredients are increased, the capacity after the cycle is lowered.

이상으로부터, 실시예1 및 실시예6과 같이 고용량 또한 용량 유지율이 뛰어난 양극 활물질을 얻기 위해서는, 출발 원료를 충분히 혼합하는 것이 필요한 것을 알 수 있었다. 또한, 혼합 공정에 있어서, 체적 기준으로 측정했을 경우의 건조 조립 전의 출발 원료의 분쇄분의 입도는, D50이 0.27㎛ 미만, D100이 1.3㎛ 미만으로 하는 것이 바람직하고, D50이 0.2㎛ 이하, D100이 1.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직한 것을 알 수 있었다.From the above, it was found that it is necessary to sufficiently mix the starting materials in order to obtain a cathode active material having a high capacity and excellent capacity retention ratio as in Examples 1 and 6. [ It is preferable that the particle size of the pulverized powder of the starting material before drying and granulation in the mixing step is not more than 0.27 mu m and D100 is less than 1.3 mu m, And more preferably 1.0 mu m or less.

이상, 도면을 사용하여 본 발명의 실시형태를 상술(詳述)해 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 설계 변경 등이 있어도, 그들은 본 발명에 포함되는 것이다.Although the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific structure is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like within the range not deviating from the gist of the present invention, They are included in the present invention.

100…리튬 이온 이차전지, 111…양극, S1…혼합 공정, S2…소성 공정, S21…제1 열처리 공정, S22…제2 열처리 공정, S23…제3 열처리 공정, S24…제1 가스 치환 공정, S25…제2 가스 치환 공정100 ... Lithium ion secondary battery, 111 ... Anode, S1 ... Mixing process, S2 ... Sintering process, S21 ... The first heat treatment step, S22 ... Second heat treatment step, S23 ... The third heat treatment step, S24 ... The first gas replacement step, S25 ... The second gas replacement step

Claims (8)

리튬 이온 이차전지의 양극에 사용되는 양극 활물질의 제조 방법으로서,
탄산리튬과 하기 식(1) 중의 Li 이외의 금속 원소를 각각 포함하는 화합물을 혼합하는 혼합 공정과,
상기 혼합 공정에서 얻어진 혼합물을 산화성 분위기하에서 소성하여 하기 식(1)으로 표시되는 리튬 복합 화합물을 얻는 소성 공정을 갖고,
상기 소성 공정은,
상기 혼합물을 200℃ 이상 400℃ 이하의 열처리 온도에서 0.5시간 이상 5시간 이하에 걸쳐서 열처리함으로써 제1 전구체를 얻는 제1 열처리 공정과,
상기 제1 전구체를 450℃ 이상 700℃ 미만의 열처리 온도에서 2시간 이상 50시간 이하에 걸쳐서 열처리함으로써 제2 전구체를 얻는 제2 열처리 공정과,
상기 제2 전구체를 700℃ 이상 850℃ 이하의 열처리 온도에서 2시간 이상 50시간 이하에 걸쳐서 열처리함으로써 상기 리튬 복합 화합물을 얻는 제3 열처리 공정
을 갖고, 상기 제2 열처리 공정 및 상기 제3 열처리 공정의 산화성 분위기의 산소 농도는, 80% 이상인 것을 특징으로 하는 양극 활물질의 제조 방법.
Li1 + aNibMncCodMeO2 …(1)
단, 상기 식(1) 중, M은, Mg, Al, Ti, Zr, Mo, Nb로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이며, a, b, c, d, e 및 α는, -0.1≤a≤0.2, 0.7≤b≤0.9, 0≤c≤0.35, 0.05≤d≤0.30, 0≤e≤0.35, b+c+d+e=1, 및, -0.1≤α≤0.1을 만족하는 수이다.
A method for producing a positive electrode active material for use in a positive electrode of a lithium ion secondary battery,
A mixing step of mixing lithium carbonate and a compound each containing a metal element other than Li in the formula (1)
And a calcination step of calcining the mixture obtained in the mixing step in an oxidizing atmosphere to obtain a lithium composite compound represented by the following formula (1)
In the firing step,
A first heat treatment step of obtaining the first precursor by heat-treating the mixture at a heat treatment temperature of 200 ° C or more and 400 ° C or less for 0.5 hours to 5 hours or less;
A second heat treatment step of heat treating the first precursor at a heat treatment temperature of 450 ° C. or more and less than 700 ° C. for 2 to 50 hours to obtain a second precursor;
Treating the second precursor at a heat treatment temperature of 700 ° C or more and 850 ° C or less for 2 to 50 hours to obtain the lithium composite compound;
, And the oxygen concentration in the oxidizing atmosphere in the second heat treatment step and the third heat treatment step is 80% or more.
Li 1 + a Ni b Mn c Co d M e O 2 + α ... (One)
In the above formula (1), M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Zr, Mo and Nb, and a, b, c, d, B? 0.9,? C? 0.35, 0.05? D? 0.30, 0? E? 0.35, b + c + d + e = 1, and -0.1? .
제1항에 있어서,
상기 제1 열처리 공정의 상기 열처리 온도는, 250℃ 이상 400℃ 이하이며,
상기 제2 열처리 공정의 상기 열처리 온도는, 450℃ 이상 660℃ 이하이며,
상기 제3 열처리 공정의 상기 열처리 온도는, 700℃ 이상 840℃ 이하인 것을 특징으로 하는 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The heat treatment temperature in the first heat treatment step is 250 ° C or more and 400 ° C or less,
The heat treatment temperature in the second heat treatment step is 450 ° C or higher and 660 ° C or lower,
Wherein the heat treatment temperature in the third heat treatment step is 700 DEG C or more and 840 DEG C or less.
제1항에 있어서,
상기 제1 열처리 공정은, 상기 혼합물에 포함되는 기화 성분이 제거된 상기 제1 전구체를 얻는 공정이며,
상기 제2 열처리 공정은, 상기 제1 전구체에 포함되는 2가의 Ni를 3가의 Ni로 산화시키는 Ni 산화 반응을 진행시켜서 상기 제2 전구체를 얻는 공정이며,
상기 제3 열처리 공정은, 상기 제2 전구체의 상기 Ni 산화 반응과 결정립의 성장을 진행시켜서 상기 리튬 복합 화합물을 얻는 공정인 것을 특징으로 하는 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first heat treatment step is a step of obtaining the first precursor from which the vaporization component contained in the mixture is removed,
The second heat treatment step is a step of advancing a Ni oxidation reaction for oxidizing bivalent Ni contained in the first precursor to trivalent Ni to obtain the second precursor,
Wherein the third heat treatment step is a step of advancing the Ni oxidation reaction and the growth of the crystal grains of the second precursor to obtain the lithium composite compound.
제1항에 있어서,
상기 제1 열처리 공정의 공정 중 또는 공정 후에, 상기 산화성 분위기를 치환하는 제1 가스 치환 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And a first gas replacement step of replacing the oxidative atmosphere during or after the step of the first heat treatment step.
제4항에 있어서,
상기 제1 가스 치환 공정은, 상기 제1 열처리 공정 후에 행해지고, 상기 제2 열처리 공정에 있어서, 새로운 산화성 분위기를 도입하여 상기 열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 양극 활물질의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the first gas replacement step is performed after the first heat treatment step and the heat treatment is performed by introducing a new oxidizing atmosphere in the second heat treatment step.
제1항에 있어서,
상기 제2 열처리 공정의 공정 중 또는 공정 후에, 상기 산화성 분위기를 치환하는 제2 가스 치환 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And a second gas replacement step of replacing the oxidative atmosphere during or after the step of the second heat treatment step.
제6항에 있어서,
상기 제2 가스 치환 공정은, 상기 제2 열처리 공정 후에 행해지고, 상기 제3 열처리 공정에 있어서, 새로운 산화성 분위기를 도입하여 상기 열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the second gas replacement step is performed after the second heat treatment step and the heat treatment is performed by introducing a new oxidizing atmosphere in the third heat treatment step.
제1항에 있어서,
상기 제1 열처리 공정의 산화성 분위기는 대기인 것을 특징으로 하는 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the oxidizing atmosphere in the first heat treatment step is air.
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