KR20190132633A - Method for producing lithium nickel composite oxide - Google Patents

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Abstract

이 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법으로서, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 혼합 공정과, 상기 혼합물을 소성하여, 소성물을 얻는 소성 공정과, 소성물을 세정하는 세정 공정을 포함하는 후처리 공정을 갖고, 상기 혼합 공정은, 상기 리튬 화합물에 포함되는 리튬과, 니켈 함유 금속 복합 화합물 중의 금속 원소의 몰비 (Li/Me) 가 1 을 초과하는 비율이 되도록 혼합하고, 상기 후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계량이 0.3 질량% 이하이며, 또한 나트륨의 함유량이 50 ppm 이하가 되도록 처리하는 공정을 포함한다.The method for producing a lithium nickel composite oxide is a method for producing a lithium nickel composite oxide represented by the general formula (I), which includes a mixing step of mixing a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound to obtain a mixture, and firing the mixture. And a post-treatment step including a firing step of obtaining a fired product and a washing step of washing the fired product, wherein the mixing step includes a molar ratio of lithium contained in the lithium compound and a metal element in the nickel-containing metal composite compound ( Li / Me) is mixed so that the ratio exceeds 1, and the total amount of the residual sulfuric acid root and the residual lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is 0.3% by mass or less, and the content of sodium is 50 ppm. It includes the process of processing so that it becomes the following.

Description

리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법Method for producing lithium nickel composite oxide

본 발명은, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a lithium nickel composite oxide.

본원은, 2017년 3월 31일에, 일본에 출원된 일본 특허출원 2017-072868호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority in March 31, 2017 based on Japanese Patent Application No. 2017-072868 for which it applied to Japan, and uses the content for it here.

리튬니켈 복합 산화물은, 리튬 이차 전지용 정극 활물질 (이하, 「정극 활물질」이라고 기재하는 경우가 있다) 로서 사용되고 있다. 리튬 이차 전지는, 이미 휴대 전화 용도나 노트 PC 용도 등의 소형 전원뿐만 아니라, 자동차 용도나 전력 저장 용도 등의 중형 및 대형 전원에 있어서도, 실용화가 진행되고 있다.Lithium nickel composite oxide is used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries (hereinafter may be described as a "positive electrode active material"). Lithium secondary batteries have already been put to practical use not only in small power supplies such as mobile phone applications and notebook PC applications, but also in medium-sized and large power supplies such as automobile applications and electric power storage applications.

리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법으로는, 리튬니켈 복합 산화물 전구체의 제조 공정, 리튬 화합물과 상기 전구체의 혼합 공정, 소성 공정, 및 소성 공정 후의 세정 공정을 구비하는 방법이 알려져 있다 (예를 들어 특허문헌 1 ∼ 3).As a manufacturing method of a lithium nickel complex oxide, the method provided with the manufacturing process of a lithium nickel complex oxide precursor, the mixing process of a lithium compound and the said precursor, a baking process, and the washing process after a baking process is known (for example, a patent document 1 to 3).

국제 공개 제2013/015007호International Publication No. 2013/015007 국제 공개 제2014/115380호International Publication No.2014 / 115380 국제 공개 제2014/189108호International Publication No. 2014/189108

소성 공정 후의 세정 공정은, 불순물의 제거를 목적으로 하는 공정이다. 그러나, 세정 방법에 따라서는, 리튬니켈 복합 산화물을 정극 활물질로서 사용한 리튬 이차 전지에 있어서, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 저하되는 경우가 있다. 예를 들어, 세정 부족의 경우에는 불순물이 잔류하고, 과세정의 경우에는 리튬이 용출되고, 전지 특성이 저하된다는 과제가 있다.The washing process after the baking process is a process for the purpose of removing impurities. However, depending on the washing method, in a lithium secondary battery using a lithium nickel composite oxide as the positive electrode active material, the output at a high current rate at a high voltage may decrease. For example, there is a problem that impurities are left in the case of insufficient washing, lithium is eluted in the case of over-cleaning, and battery characteristics are lowered.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 높은 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the manufacturing method of the lithium nickel composite oxide with high output at the high current rate at high voltage.

즉, 본 발명은, 하기 [1] ∼ [9] 의 발명을 포함한다.That is, this invention includes invention of following [1]-[9].

[1] 하기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법으로서, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 혼합 공정과, 상기 혼합물을 소성하여, 소성물을 얻는 소성 공정과, 소성물을 세정하는 세정 공정을 포함하는 후처리 공정을 갖고, 상기 혼합 공정에서는, 상기 리튬 화합물에 포함되는 리튬과, 니켈 함유 금속 복합 화합물 중의 금속 원소의 몰비 (Li/Me) 가 1 을 초과하는 비율이 되도록 혼합하고, 상기 후처리 공정은, 상기 후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계량이 상기 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.3 질량% 이하이며, 또한 나트륨의 함유량이 상기 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 50 ppm 이하가 되도록 처리하는 공정을 포함하는, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[1] A method for producing a lithium nickel composite oxide represented by the following General Formula (I), comprising: a mixing step of mixing a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound to obtain a mixture, and firing the mixture to fire a fired product It has a post-processing process including the process and the washing process of washing a baking material, In the said mixing process, the molar ratio (Li / Me) of lithium contained in the said lithium compound, and the metal element in a nickel containing metal composite compound is 1 And the total amount of residual sulfate sulfate and residual lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step was 0.3 mass% with respect to the total mass of the lithium nickel composite oxide. And a step of treating the sodium content to be 50 ppm or less with respect to the total mass of the lithium nickel composite oxide. Method for producing a lithium nickel composite oxide.

Li[Lix(Ni(1-y-z-w)CoyMnzMw)1-x]O2 ···(Ⅰ)Li [Li x (Ni (1-yzw) Co y Mn z M w ) 1-x ] O 2 ... (I)

(식 (Ⅰ) 중, 0 < x ≤ 0.2, 0 < y ≤ 0.5, 0 < z ≤ 0.8, 0 ≤ w ≤ 0.1, y + z + w < 1, M 은 Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga 및 V 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 금속을 나타낸다.)In formula (I), 0 <x <0.2, 0 <y <0.5, 0 <z <0.8, 0 <w <0.1, y + z + w <1, M is Fe, Cu, Ti, Mg, Al Or at least one metal selected from the group consisting of W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga and V.)

[2] 상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서, y + z + w ≤ 0.3 인, [1] 에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[2] The method for producing a lithium nickel composite oxide according to [1], wherein in formula (I), y + z + w ≦ 0.3.

[3] 상기 소성 공정에 있어서, 소성 온도가 300 ℃ 이상 1000 ℃ 이하인, [1] 또는 [2] 에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[3] The method for producing a lithium nickel composite oxide according to [1] or [2], wherein the firing temperature is 300 ° C or more and 1000 ° C or less.

[4] 상기 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물을 건조시키는 건조 공정을 포함하는, [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[4] The method for producing a lithium nickel composite oxide according to any one of [1] to [3], wherein the post-treatment step includes a drying step of drying the obtained lithium nickel composite oxide after the washing step.

[5] 상기 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물을 재소성하는 재소성 공정을 포함하는, [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[5] The method for producing a lithium nickel composite oxide according to any one of [1] to [3], wherein the post-treatment step includes a refiring step of refiring the obtained lithium nickel composite oxide after the washing step.

[6] 상기 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물을 재소성하는 재소성 공정을 포함하는, [4] 에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[6] The method for producing a lithium nickel composite oxide according to [4], wherein the post-treatment step includes a refiring step of refiring the obtained lithium nickel composite oxide after the drying step.

[7] 상기 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에 얻어진 리튬니켈 복합 산화물과 알루미늄, 붕소, 티탄, 지르코늄, 및 텅스텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소의 화합물을 혼합하고, 리튬니켈 복합 산화물의 표면을 상기 원소의 화합물로 피복하는 피복 공정을 포함하는 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[7] In the post-treatment step, the lithium nickel composite oxide obtained after the washing step is mixed with a compound of at least one element selected from the group consisting of aluminum, boron, titanium, zirconium, and tungsten, The manufacturing method of the lithium nickel complex oxide in any one of [1]-[3] including the coating process which coat | covers the surface with the compound of the said element.

[8] 상기 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에 얻어진 리튬니켈 복합 산화물과 알루미늄 화합물을 혼합하고, 리튬니켈 복합 산화물의 표면에 알루미늄 화합물을 피복시키는 피복 공정을 포함하는 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[8] The post-treatment step of [1] to [3], wherein the lithium nickel composite oxide and the aluminum compound obtained after the washing step are mixed, and the coating step of coating the aluminum compound on the surface of the lithium nickel composite oxide is carried out. The manufacturing method of the lithium nickel complex oxide as described in any one.

[9] 상기 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물과 알루미늄, 붕소, 티탄, 지르코늄, 및 텅스텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소의 화합물을 혼합하고, 리튬니켈 복합 산화물의 표면을 상기 원소의 화합물로 피복하는 피복 공정을 포함하는 [4] 에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[9] In the post-treatment step, after the drying step, the obtained lithium nickel composite oxide and a compound of at least one element selected from the group consisting of aluminum, boron, titanium, zirconium, and tungsten are mixed to form a lithium nickel composite oxide. The manufacturing method of the lithium nickel composite oxide as described in [4] including the coating | covering process which coat | covers the surface of this with the compound of the said element.

[10] 상기 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에 얻어진 리튬니켈 복합 산화물과 알루미늄 화합물을 혼합하고, 리튬니켈 복합 산화물의 표면을 알루미늄 화합물로 피복하는 피복 공정을 포함하는 [4] 에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[10] The lithium nickel composite according to [4], wherein the post-treatment step includes a coating step of mixing the lithium nickel composite oxide and the aluminum compound obtained after the drying step and coating the surface of the lithium nickel composite oxide with an aluminum compound. Method for preparing oxides.

[11] 상기 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.6 질량% 이하이며, 또한 나트륨의 함유량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 50 ppm 이하가 되도록 처리하는, [6] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.[11] In the post-treatment step, the total amount of residual sulfate and lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the drying step is 0.6% by mass or less with respect to the total mass of the lithium nickel composite oxide, and the content of sodium The manufacturing method of the lithium nickel composite oxide as described in any one of [6]-[10] which processes so that it may become 50 ppm or less with respect to the total mass of a lithium nickel composite oxide.

본 발명에 의하면, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 높은 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, a method for producing a lithium nickel composite oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be provided.

도 1a 는, 리튬 이온 이차 전지의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 1b 는, 리튬 이온 이차 전지의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
1: A is a schematic block diagram which shows an example of a lithium ion secondary battery.
1B is a schematic configuration diagram showing an example of a lithium ion secondary battery.

<리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법><Method for producing lithium nickel composite oxide>

본 발명의 몇가지 양태는, 하기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법이다. 본 실시형태는, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 혼합 공정과, 상기 혼합물을 소성하여, 소성물을 얻는 소성 공정과, 소성물을 세정하는 세정 공정을 포함하는 후처리 공정을 갖는다.Some aspects of this invention are a manufacturing method of the lithium nickel complex oxide represented by the following general formula (I). This embodiment is a post-process including a mixing step of mixing a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound to obtain a mixture, a firing step of firing the mixture to obtain a fired product, and a washing step of washing the fired product. Has a process.

바꿔 말하면, 본 발명의 몇가지 양태는, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 것과, 상기 혼합물을 소성하여 소성물을 얻는 것과, 상기 소성물을 세정하는 것을 포함하는 후처리 공정을 갖는다.In other words, some embodiments of the present invention provide a post-treatment process including mixing a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound to obtain a mixture, firing the mixture to obtain a fired product, and washing the fired product. Has

본 실시형태에 있어서, 혼합 공정은, 리튬 화합물에 포함되는 리튬과, 니켈 함유 금속 복합 화합물 중의 금속 원소의 몰비 (Li/Me) 가 1 을 초과하는 비율이 되도록 혼합한다.In the present embodiment, the mixing step is mixed so that the molar ratio (Li / Me) of the lithium contained in the lithium compound and the metal element in the nickel-containing metal composite compound is a ratio exceeding one.

본 실시형태의 제조 방법에 의해, 후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.3 질량% 이하이며, 또한 나트륨의 함유량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 50 ppm 이하가 되도록 처리하는 공정을 포함한다.According to the production method of the present embodiment, the total amount of the residual sulfate sulfate and residual lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is 0.3 mass% or less with respect to the total mass of the lithium nickel composite oxide, and the content of sodium It includes the process of processing so that it may be 50 ppm or less with respect to the gross mass of a lithium nickel complex oxide.

또한, 본 명세서에 있어서, 「후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.3 질량% 이하이며, 또한 나트륨의 함유량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 50 ppm 이하」란, 후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물의 결정 구조 중에 잔류 황산근, 잔류 탄산리튬 및 나트륨인 불순물이 비집고 들어가 있는 것은 아니고, 리튬니켈 복합 산화물의 결정 구조의 밖에 불순물이 존재하는 것을 의미한다. 즉, 리튬니켈 복합 산화물 표면에, 잔류 황산근, 잔류 탄산리튬 및 나트륨이 부착되어 있는 상태여도 된다.In addition, in this specification, "the total amount of residual sulfate sulfate and residual lithium carbonate in a lithium nickel composite oxide obtained after a post-processing process is 0.3 mass% or less with respect to the total mass of a lithium nickel composite oxide, and content of sodium is lithium 50 ppm or less with respect to the total mass of the nickel composite oxide ”means that impurities such as residual sulfate, residual lithium carbonate and sodium do not enter the crystal structure of the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step. It means that impurities exist outside the crystal structure. In other words, the residual nickel sulfate, residual lithium carbonate, and sodium may be attached to the surface of the lithium nickel composite oxide.

Li[Lix(Ni(1-y-z-w)CoyMnzMw)1-x]O2 ···(Ⅰ)Li [Li x (Ni (1-yzw) Co y Mn z M w ) 1-x ] O 2 ... (I)

(식 (Ⅰ) 중, 0 < x ≤ 0.2, 0 < y ≤ 0.5, 0 < z ≤ 0.8, 0 ≤ w ≤ 0.1, y + z + w < 1, M 은 Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga 및 V 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 금속을 나타낸다.)In formula (I), 0 <x <0.2, 0 <y <0.5, 0 <z <0.8, 0 <w <0.1, y + z + w <1, M is Fe, Cu, Ti, Mg, Al Or at least one metal selected from the group consisting of W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga and V.)

후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대한 잔류 황산근의 양은, 리튬니켈 복합 산화물의 분말을 염산에 용해시킨 후, 유도 결합 플라즈마 발광 분석 장치 (에스아이아이·나노테크놀로지 주식회사 제조, SPS3000) 를 사용하여 측정할 수 있다.The amount of residual sulfate root relative to the total mass of the lithium nickel composite oxide in the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is, after dissolving the powder of the lithium nickel composite oxide in hydrochloric acid, followed by an inductively coupled plasma luminescence analyzer (S.I. It can measure using Nanotechnology Co., Ltd. product, SPS3000).

후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대한 잔류 탄산리튬의 양은, 이하에 나타내는 중화 적정법에 의해 구할 수 있다.The amount of residual lithium carbonate with respect to the total mass of a lithium nickel complex oxide in the lithium nickel complex oxide obtained after a post-processing process can be calculated | required by the neutralization titration method shown below.

리튬니켈 복합 산화물 20 g 과 순수 100 g 을, 100 ㎖ 비커에 넣고, 5 분간 교반한다. 교반 후, 리튬니켈 복합 산화물을 여과하고, 얻어지는 여과액의 60 g 에 0.1 mol/L 염산을 적하하고, pH 미터로 여과액의 pH 를 측정한다. 여과액의 pH 가 8.3 ± 0.1 인 시점의 염산의 적정량을 A ㎖, pH 가 4.5 ± 0.1 인 시점의 염산의 적정량을 B ㎖ 로 하고, 하기의 계산식에 기초하여, 리튬니켈 복합 산화물 중에 포함되는 탄산리튬 농도를 산출한다. 또한, 탄산리튬의 분자량 (73.882) 은, Li 의 원자량을 6.941, C 의 원자량을 12, O 의 원자량을 16 으로 하여 산출한다.20 g of lithium nickel composite oxide and 100 g of pure water are put in a 100 ml beaker and stirred for 5 minutes. After stirring, the lithium nickel composite oxide is filtered, 0.1 mol / L hydrochloric acid is added dropwise to 60 g of the filtrate obtained, and the pH of the filtrate is measured with a pH meter. The appropriate amount of hydrochloric acid when the pH of the filtrate was 8.3 ± 0.1 was set to A ml, and the appropriate amount of hydrochloric acid when the pH was 4.5 ± 0.1 was B ml. Based on the following calculation formula, carbonic acid contained in the lithium nickel composite oxide Calculate the lithium concentration. In addition, the molecular weight (73.882) of lithium carbonate is calculated by setting the atomic weight of Li to 6.941, the atomic weight of C to 12, and the atomic weight of O to 16.

탄산리튬 농도 (%) = 0.1 × (B - A)/1000 × 73.882/(20 × 60/100) × 100Lithium Carbonate Concentration (%) = 0.1 × (B-A) / 1000 × 73.882 / (20 × 60/100) × 100

후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대한 나트륨의 양은, 유도 결합 플라즈마 발광 분석 장치 (에스아이아이·나노테크놀로지 주식회사 제조, SPS3000) 를 사용한 유도 결합 플라즈마 발광 분석법에 의해 얻을 수 있다.The amount of sodium relative to the total mass of the lithium nickel composite oxide in the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step was determined by the inductively coupled plasma emission spectrometry using an inductively coupled plasma luminescence analyzer (SPS3000, manufactured by SAI Nanotechnology Co., Ltd.). Can be obtained by

또한, 일반식 (Ⅰ) 에는, 잔류 황산근, 잔류 탄산리튬 및 나트륨에 유래하는 H, C, S, 및 Na 를 포함하고 있지 않다. 리튬니켈 복합 산화물에 포함되는 잔류 황산근, 잔류 탄산리튬 및 나트륨은, 상기 리튬니켈 복합 산화물의 결정 구조 중에는 포함되어 있지 않기 때문이다.In addition, general formula (I) does not contain H, C, S, and Na derived from residual sulfate sulfate, residual lithium carbonate, and sodium. This is because the residual sulfate sulfate, residual lithium carbonate and sodium contained in the lithium nickel composite oxide are not included in the crystal structure of the lithium nickel composite oxide.

이하, 본 발명의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법의 바람직한 실시형태에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferable embodiment of the manufacturing method of the lithium nickel complex oxide of this invention is described.

≪제 1 실시형태≫`` First embodiment ''

제 1 실시형태는, 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법으로서, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 혼합 공정과, 상기 혼합물을 소성하여 소성물을 얻는 소성 공정과, 상기 소성물을 세정하는 세정 공정을 포함하는 후처리 공정을 이 순서로 갖는다.1st Embodiment is a manufacturing method of the lithium nickel complex oxide represented by General formula (I), Comprising: The mixing process of mixing a lithium compound and a nickel containing metal composite compound, and obtaining a mixture, and calcining the said mixture, and obtaining a fired material The post-processing process including the baking process and the washing | cleaning process which wash | cleans the said baking material is provided in this order.

바꿔 말하면, 본 실시형태는, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 것과, 상기 혼합물을 소성하여 소성물을 얻는 것과, 상기 소성물을 세정하는 것을 포함하는 후처리 공정을 갖는다.In other words, the present embodiment has a post-treatment step including mixing a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound to obtain a mixture, firing the mixture to obtain a fired product, and washing the fired product. .

이하, 각 공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, each process is demonstrated.

[혼합 공정][Mixing process]

혼합 공정은, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 공정이다. 본 공정은, 먼저, 리튬 화합물 이외의 금속, 즉, Ni, Co 및 Mn 으로 구성되는 필수 금속을 포함하고, 그리고, 원하는 바에 따라 Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga 및 V 중 어느 1 종 이상의 임의 금속을 포함하는 니켈 함유 금속 복합 화합물을 조제하고, 상기 니켈 함유 금속 복합 화합물을 적당한 리튬 화합물과 혼합한 후, 얻어지는 혼합물을 소성하는 것이 바람직하다. 니켈 함유 금속 복합 화합물로는, 니켈 함유 금속 복합 수산화물 또는 니켈 함유 금속 복합 산화물이 바람직하다. 이하에, 혼합 공정을, 니켈 함유 금속 복합 화합물의 제조 공정과, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 공정으로 나누어 설명한다.The mixing step is a step of mixing the lithium compound and the nickel-containing metal composite compound to obtain a mixture. This step firstly comprises an essential metal composed of metals other than lithium compounds, that is, Ni, Co and Mn, and, as desired, Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb. To prepare a nickel-containing metal composite compound containing any one or more of any one of Zn, Sn, Zr, Ga, and V, and mix the nickel-containing metal composite compound with a suitable lithium compound, and then calcining the resulting mixture. desirable. As a nickel containing metal composite compound, a nickel containing metal composite hydroxide or a nickel containing metal composite oxide is preferable. Below, a mixing process is demonstrated dividing into the manufacturing process of a nickel containing metal composite compound, and the manufacturing process of a lithium nickel complex oxide.

(니켈 함유 금속 복합 화합물의 제조 공정)(Manufacturing process of nickel containing metal composite compound)

니켈 함유 금속 복합 화합물은, 통상, 공지된 배치 공침전법 또는 연속 공침전법에 의해 제조하는 것이 가능하다. 이하, 금속으로서, 니켈, 코발트 및 망간을 포함하는 니켈 함유 금속 복합 수산화물을 예로, 그 제조 방법을 상세히 서술한다.The nickel-containing metal composite compound can usually be produced by a known batch coprecipitation method or continuous coprecipitation method. Hereinafter, as a metal, the manufacturing method is explained in full detail, taking the nickel containing metal composite hydroxide containing nickel, cobalt, and manganese as an example.

상기 니켈 함유 금속 복합 수산화물은, 공침전법, 특히 일본 공개특허공보 2002-201028호에 기재된 연속법에 의해, 니켈염 용액, 코발트염 용액, 망간염 용액, 및 착화제를 반응시켜, Ni1-y-zCoyMnz(OH)2 (식 중, 0 < x ≤ 0.2, 0 < y ≤ 0.5, 0 < z ≤ 0.8) 로 나타내는 니켈 함유 금속 복합 수산화물을 제조할 수 있다.The nickel-containing metal composite hydroxide is a co-precipitation method, in particular by the continuous method described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-201028, by reacting a nickel salt solution, cobalt salt solution, manganese solution, and complexing agents, Ni 1- Nickel-containing metal composite hydroxides represented by yz Co y Mn z (OH) 2 (wherein, 0 <x ≦ 0.2, 0 <y ≦ 0.5, 0 <z ≦ 0.8) can be produced.

상기 니켈염 용액의 용질인 니켈염으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 황산니켈, 질산니켈, 염화니켈 및 아세트산니켈 중 어느 것을 사용할 수 있다. 상기 코발트염 용액의 용질인 코발트염으로는, 예를 들어 황산코발트, 질산코발트, 염화코발트, 및 아세트산코발트 중 어느 것을 사용할 수 있다. 상기 망간염 용액의 용질인 망간염으로는, 예를 들어 황산망간, 질산망간, 염화망간, 및 아세트산망간 중 어느 것을 사용할 수 있다. 이상의 금속염은, 상기 Ni1-y-zCoyMnz(OH)2 의 조성비에 대응하는 비율로 사용된다. 즉, 상기 금속염을 포함하는 혼합 용액 중에 있어서의 니켈, 코발트, 망간의 몰비가, 리튬니켈 복합 산화물의 조성식 (Ⅰ) 중의 (1-y-z) : y : z 와 대응하도록 각 금속염의 양을 규정한다.Although it does not specifically limit as nickel salt which is a solute of the said nickel salt solution, For example, any of nickel sulfate, nickel nitrate, nickel chloride, and nickel acetate can be used. As cobalt salt which is a solute of the said cobalt salt solution, any of cobalt sulfate, cobalt nitrate, cobalt chloride, and cobalt acetate can be used, for example. As manganese salt which is a solute of the said manganese salt solution, any of manganese sulfate, manganese nitrate, manganese chloride, and manganese acetate can be used, for example. The above metal salt is used in the ratio corresponding to the composition ratio of said Ni 1-yz Co y Mn z (OH) 2 . That is, the amount of each metal salt is defined so that the molar ratio of nickel, cobalt, and manganese in the mixed solution containing the metal salt corresponds to (1-yz): y: z in the composition formula (I) of the lithium nickel composite oxide. .

또, 용매로서 물이 사용된다.Moreover, water is used as a solvent.

착화제로는, 수용액 중에서, 니켈, 코발트, 및 망간의 이온과 착물을 형성 가능한 것이고, 예를 들어 암모늄 이온 공급체 (수산화암모늄, 황산암모늄, 염화암모늄, 탄산암모늄, 불화암모늄 등), 히드라진, 에틸렌디아민사아세트산, 니트릴로삼아세트산, 우라실이아세트산, 및 글리신을 들 수 있다. 착화제는, 원하는 바에 따라 포함되어 있지 않아도 되고, 착화제가 포함되는 경우, 니켈염 용액, 코발트염 용액, 망간염 용액, M 염 용액 및 착화제를 포함하는 혼합액에 포함되는 착화제의 양은, 예를 들어 금속염의 몰수의 합계에 대한 몰비가 0 보다 크고 2.0 이하이다.As the complexing agent, complexes can be formed with ions of nickel, cobalt, and manganese in an aqueous solution. Diamine tetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, uracil diacetic acid, and glycine. The complexing agent does not need to be included as desired, and when the complexing agent is included, the amount of the complexing agent contained in the mixed solution containing the nickel salt solution, the cobalt salt solution, the manganese salt solution, the M salt solution and the complexing agent is, for example, For example, the molar ratio with respect to the sum total of the moles of metal salt is larger than 0 and is 2.0 or less.

침전시에는, 수용액의 pH 값을 조정하기 위해, 필요하다면 알칼리 금속 수산화물 (예를 들어 수산화나트륨 및 수산화칼륨) 을 첨가한다.During precipitation, alkali metal hydroxides (eg sodium hydroxide and potassium hydroxide) are added if necessary to adjust the pH value of the aqueous solution.

상기 니켈염 용액, 코발트염 용액, 및 망간염 용액 외에, 착화제를 반응조에 연속해서 공급시키면, 니켈, 코발트, 및 망간이 반응하여, Ni1-y-zCoyMnz(OH)2 가 제조된다. 반응시에는, 반응조의 온도가 예를 들어 20 ℃ 이상 80 ℃ 이하, 바람직하게는 30 ℃ 이상 70 ℃ 이하의 범위 내에서 제어되고, 반응조 내의 pH 값은, 예를 들어 40 ℃ 측정시에 있어서, pH 9 이상 pH 13 이하, 바람직하게는 pH 11 이상 pH 13 이하의 범위 내에서 제어되고, 반응조 내의 물질이 적절히 교반된다. 반응조는, 형성된 반응 침전물을 분리를 위해 오버플로우시키는 타입의 것이다.In addition to the nickel salt solution, cobalt salt solution, and manganese salt solution, when a complexing agent is continuously supplied to the reaction tank, nickel, cobalt, and manganese react to produce Ni 1-yz Co y Mn z (OH) 2 . . At the time of reaction, the temperature of a reaction tank is controlled in the range of 20 degreeC or more and 80 degrees C or less, for example, 30 degreeC or more and 70 degrees C or less, pH value in a reaction tank is, for example, 40 degreeC measurement pH 9 or more and pH 13 or less, Preferably it is controlled in the range of pH 11 or more and pH 13 or less, and the substance in a reaction tank is stirred suitably. The reactor is of the type which overflows the formed reaction precipitate for separation.

반응 조건에 대해서는, 사용하는 반응조의 사이즈 등에도 의존하는 점에서, 최종적으로 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물의 각종 물성을 모니터링하면서, 반응 조건을 최적화하면 된다.Regarding the reaction conditions, depending on the size of the reaction tank to be used and the like, the reaction conditions may be optimized while monitoring various physical properties of the finally obtained lithium nickel composite oxide.

이상의 반응 후, 얻어진 반응 침전물을 물로 세정한 후, 건조시키고, 니켈 함유 금속 복합 화합물로서의 니켈 함유 금속 복합 수산화물을 단리한다. 또, 필요에 따라 얻어진 반응 침전물을 약산수 또는 수산화나트륨이나 수산화칼륨을 포함하는 알칼리 용액으로 세정해도 된다.After the above reaction, the obtained reaction precipitate is washed with water and then dried to isolate the nickel-containing metal composite hydroxide as the nickel-containing metal composite compound. Moreover, you may wash | clean the reaction deposit obtained as needed with the alkaline solution containing weakly acidic water or sodium hydroxide or potassium hydroxide.

또한, 상기의 예에서는, 니켈 함유 금속 복합 수산화물을 제조하고 있지만, 니켈 함유 금속 복합 산화물을 조제해도 된다. 니켈 함유 금속 복합 산화물을 조제하는 경우에는, 예를 들어, 상기 공침물 슬러리와 산화제를 접촉시키는 공정이나, 니켈 함유 금속 복합 수산화물을 건조시킨 후, 열처리하는 공정을 실시함으로써 조제할 수 있다.In addition, although the nickel containing metal composite hydroxide is manufactured in said example, you may prepare a nickel containing metal composite oxide. When preparing a nickel containing metal composite oxide, it can be prepared, for example by performing the process of contacting the said coprecipitation slurry and an oxidizing agent, or drying a nickel containing metal composite hydroxide, and then heat-processing.

(리튬니켈 복합 산화물의 제조 공정)(Manufacturing Process of Lithium Nickel Composite Oxide)

상기 니켈 함유 금속 복합 산화물 또는 니켈 함유 금속 복합 수산화물을 건조시킨 후, 리튬 화합물과 혼합한다. 건조 조건은, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 니켈 함유 금속 복합 산화물 또는 니켈 함유 금속 복합 수산화물이 산화 및 환원되지 않는 조건 (즉 산화물이 산화물인 채로 유지되고, 수산화물이 수산화물인 채로 유지되는 조건), 니켈 함유 금속 복합 수산화물이 산화되는 조건 (즉 수산화물이 산화물로 산화되는 조건), 니켈 함유 금속 복합 화합물이 환원되는 조건 (즉 산화물이 수산화물로 환원되는 조건) 의 어느 조건이어도 된다. 산화 및 환원이 되지 않는 조건을 위해서는, 질소, 헬륨 및 아르곤 등의 불활성 가스를 사용하면 된다. 니켈 함유 금속 복합 수산화물이 산화되는 조건에서는, 산소 또는 공기를 사용하면 된다. 또, 니켈 함유 금속 복합 산화물이 환원되는 조건으로는, 불활성 가스 분위기하, 히드라진, 아황산나트륨 등의 환원제를 사용하면 된다. 리튬 화합물로는, 탄산리튬, 질산리튬, 황산리튬, 아세트산리튬, 수산화리튬, 산화리튬, 염화리튬, 및 불화리튬 중 어느 1 개, 또는, 2 개 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The nickel-containing metal composite oxide or nickel-containing metal composite hydroxide is dried and then mixed with a lithium compound. The drying conditions are not particularly limited, but for example, nickel-containing metal composite oxides or nickel-containing metal composite hydroxides are not oxidized and reduced (that is, conditions in which the oxide remains an oxide and the hydroxide remains a hydroxide). May be any of the conditions under which the nickel-containing metal composite hydroxide is oxidized (that is, under conditions where the hydroxide is oxidized to an oxide) and under conditions under which the nickel-containing metal composite compound is reduced (that is, under conditions where the oxide is reduced to hydroxide). In order to prevent oxidation and reduction, an inert gas such as nitrogen, helium and argon may be used. Oxygen or air may be used under the condition that the nickel-containing metal composite hydroxide is oxidized. Moreover, what is necessary is just to use reducing agents, such as hydrazine and sodium sulfite, in inert gas atmosphere as conditions for reducing a nickel containing metal composite oxide. As a lithium compound, any one of lithium carbonate, lithium nitrate, lithium sulfate, lithium acetate, lithium hydroxide, lithium oxide, lithium chloride, and lithium fluoride, or two or more thereof can be mixed and used.

니켈 함유 금속 복합 산화물 또는 니켈 함유 금속 복합 수산화물의 건조 후에, 적절히 분급을 실시해도 된다. 이상의 리튬 화합물과 니켈 함유 금속 복합 화합물은, 리튬 화합물 중의 리튬과 니켈 함유 금속 복합 화합물 중의 금속 원소의 몰비 (Li/Me) 가 1 을 초과하는 비율이 되도록 혼합한다. 본 실시형태에 있어서는, 리튬 화합물 중의 리튬의 몰수와, 니켈 함유 금속 복합 화합물에 포함되는 니켈, 코발트, 망간 및 임의 금속의 총몰수의 비가, 1 을 초과하는 비율이 되도록 혼합한다.After drying of a nickel containing metal composite oxide or a nickel containing metal composite hydroxide, you may classify suitably. The lithium compound and the nickel-containing metal composite compound described above are mixed so that the molar ratio (Li / Me) of the metal element in the lithium and nickel-containing metal composite compound in the lithium compound becomes a ratio exceeding one. In this embodiment, it mixes so that the ratio of the number-of-moles of lithium in a lithium compound, and the total number-of-moles of nickel, cobalt, manganese, and arbitrary metals contained in a nickel containing metal composite compound becomes a ratio exceeding 1.

[소성 공정][Firing process]

니켈 함유 금속 복합 화합물 및 리튬 화합물의 혼합물을 소성함으로써, 리튬니켈 복합 산화물인 소성 분말이 얻어진다. 또한, 소성에는, 원하는 조성에 따라 건조 공기, 산소 분위기 또는 불활성 분위기 등이 사용되고, 필요하다면 복수의 가열 공정이 실시된다.By baking the mixture of a nickel containing metal composite compound and a lithium compound, the baking powder which is a lithium nickel composite oxide is obtained. In addition, dry air, an oxygen atmosphere, an inert atmosphere, etc. are used for baking, and a some heating process is performed if necessary.

상기 니켈 함유 금속 복합 산화물 또는 니켈 함유 금속 복합 수산화물 및 리튬 화합물의 혼합물의 소성 온도로는, 특별히 제한은 없지만, 충전 용량의 저하를 방지할 수 있는 관점에서, 300 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 350 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 400 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 특별히 제한은 없지만, Li 의 휘발을 방지할 수 있고, 목표로 하는 조성의 리튬니켈 복합 산화물을 얻는 관점에서, 1000 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 950 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.Although there is no restriction | limiting in particular as baking temperature of the mixture of the said nickel containing metal composite oxide or nickel containing metal composite hydroxide, and a lithium compound, It is preferable that it is 300 degreeC or more from a viewpoint which can prevent the fall of a charge capacity, and is 350 degreeC or more It is more preferable, and it is still more preferable that it is 400 degreeC or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular, From a viewpoint of obtaining the lithium nickel complex oxide of the target composition which can prevent volatilization of Li, it is preferable that it is 1000 degrees C or less, and it is more preferable that it is 950 degrees C or less.

Li 의 휘발은 소성 온도에 의해 제어할 수 있다.Volatilization of Li can be controlled by firing temperature.

소성 온도의 상한치와 하한치는 임의로 조합할 수 있다. 예를 들어, 소성 온도는, 300 ℃ 이상 1000 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 350 ℃ 이상 950 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 400 ℃ 이상 950 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.The upper limit and the lower limit of the firing temperature can be arbitrarily combined. For example, it is preferable that baking temperature is 300 degreeC or more and 1000 degrees C or less, It is more preferable that they are 350 degreeC or more and 950 degrees C or less, It is still more preferable that they are 400 degreeC or more and 950 degrees C or less.

소성 시간은, 승온 개시로부터 달온하여 온도 유지가 종료될 때까지의 합계 시간을 1 시간 이상 30 시간 이하로 하는 것이 바람직하다. 합계 시간이 30 시간 이하이면, Li 의 휘발을 방지할 수 있고, 전지 성능의 열화를 방지할 수 있다.It is preferable to make baking time into the sum total time from a temperature start to a month until a temperature maintenance is complete | finished, for 1 hour or more and 30 hours or less. If total time is 30 hours or less, volatilization of Li can be prevented and deterioration of battery performance can be prevented.

합계 시간이 1 시간 이상이면, 결정의 발달이 양호하게 진행되고, 전지 성능을 향상시킬 수 있다.If the total time is 1 hour or more, the development of the crystal proceeds well, and the battery performance can be improved.

승온 개시로부터 소성 온도에 도달할 때까지의 시간은, 0.5 시간 이상 20 시간 이하인 것이 바람직하다. 승온 개시로부터 소성 온도에 도달할 때까지의 시간이 이 범위이면, 보다 균일한 리튬니켈 복합 산화물을 얻을 수 있다. 또, 소성 온도에 도달하고 나서 온도 유지가 종료될 때까지의 시간은, 0.5 시간 이상 20 시간 이하인 것이 바람직하다. 소성 온도에 도달하고 나서 온도 유지가 종료될 때까지의 시간이 이 범위이면, 결정의 발달이 보다 양호하게 진행되고, 전지 성능을 보다 향상시킬 수 있다.It is preferable that the time from the temperature start to the calcination temperature is 0.5 hours or more and 20 hours or less. A more uniform lithium nickel composite oxide can be obtained as long as the time from the start of temperature rise until the firing temperature is in this range. Moreover, it is preferable that time from reaching baking temperature until completion | finish of temperature maintenance is 0.5 hour or more and 20 hours or less. If the time from reaching the firing temperature to the end of the temperature holding is within this range, the development of the crystal proceeds better, and the battery performance can be further improved.

또한, 상기의 소성 전에, 예비 소성을 실시하는 것도 유효하다. 이와 같은 예비 소성의 온도는, 300 ∼ 850 ℃ 의 범위에서, 1 ∼ 10 시간 실시하는 것이 바람직하다. 예비 소성을 실시함으로써, 소성 시간을 단축할 수 있는 경우도 있다.Moreover, it is also effective to perform preliminary baking before said baking. It is preferable to perform the temperature of such preliminary baking for 1 to 10 hours in 300-850 degreeC. By performing preliminary baking, the baking time can be shortened in some cases.

소성 공정을 상기의 조건에서 실시함으로써, 리튬의 휘발을 억제할 수 있다. 이로써, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 높은 리튬니켈 복합 산화물을 얻을 수 있다.By performing a baking process on said conditions, volatilization of lithium can be suppressed. As a result, a lithium nickel composite oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be obtained.

[후처리 공정][Post-processing process]

후처리 공정은, 상기 소성 공정에서 얻은 소성물을 세정하는 세정 공정을 포함하고, 후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물의 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계가 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.3 질량% 이하, 또한 나트륨이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 50 ppm 이하가 되도록 후처리하는 공정이다.The post-treatment step includes a washing step of washing the calcined product obtained in the firing step, and the sum of the residual sulfate root and the residual lithium carbonate of the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is based on the total mass of the lithium nickel composite oxide. 0.3 mass% or less, and it is the process of postprocessing so that sodium may be 50 ppm or less with respect to the gross mass of a lithium nickel complex oxide.

[세정 공정][Cleaning process]

세정 공정은, 세정액과 소성물을 혼합하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 교반함으로써 소성물 분말을 세정한다. 그 때에, 세정액과 소성물 분말이 혼합된 슬러리의 농도 (슬러리 농도) 는, 특별히 한정되지 않지만, Li 의 용출을 억제하는 관점에서, 세정액에 대한 소성물 분말의 질량이 50 g/L 이상으로 조정하는 것이 바람직하고, 100 g/L 이상으로 조정하는 것이 보다 바람직하다.A washing | cleaning process mixes a washing | cleaning liquid and a baking material, forms a slurry, and wash | generates the baking material powder by stirring this slurry. In that case, although the density | concentration (slurry density | concentration) of the slurry which mixed the washing | cleaning liquid and the baking substance powder is not specifically limited, From the viewpoint of suppressing elution of Li, the mass of the baking substance powder with respect to a washing | cleaning liquid is adjusted to 50 g / L or more. It is preferable to adjust, and it is more preferable to adjust to 100 g / L or more.

또, 충분한 핸들링성을 갖게 하는 관점에서, 세정액과 소성물 분말이 혼합된 슬러리의 농도 (슬러리 농도) 는, 2000 g/L 이하로 조정하는 것이 바람직하고, 1000 g/L 이하로 조정하는 것이 보다 바람직하다.Moreover, it is preferable to adjust the density | concentration (slurry density | concentration) of the slurry which mixed the washing | cleaning liquid and baking material powder to 2000 g / L or less from a viewpoint of having sufficient handling property, and to adjust to 1000 g / L or less desirable.

요컨대 슬러리는, 세정액에 대한 소성물 분말의 질량이 50 g/L 이상 2000 g/L 이하로 조정되는 것이 바람직하고, 100 g/L 이상 1000 g/L 이하로 조정되는 것이 보다 바람직하다.In short, it is preferable that the mass of the baking powder with respect to a washing | cleaning liquid is adjusted to 50 g / L or more and 2000 g / L or less, and, as for a slurry, it is more preferable to adjust to 100 g / L or more and 1000 g / L or less.

세정 공정에 의해 Li 가 용출하면, 리튬니켈 복합 산화물의 Li/Me, 즉 리튬의 몰비 (리튬을 제외한 금속 원소의 합계량에 대한 리튬의 몰비) 가 저하되지만, 슬러리 농도를 조정함으로써 Li/Me 의 저하를 제어할 수 있다.When Li is eluted by the washing step, Li / Me of the lithium nickel composite oxide, that is, the molar ratio of lithium (molar ratio of lithium to the total amount of metal elements except lithium) decreases, but the Li / Me decrease by adjusting the slurry concentration. Can be controlled.

세정 공정에 제공하는 소성물 분말의 평균 이차 입자경은, 1 ∼ 30 ㎛ 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 20 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 소성물 분말의 평균 이차 입자경이 1 ∼ 30 ㎛ 이면, 소성 분말과 세정액의 접촉 면적이 조정되고, 리튬니켈 복합 산화물에 포함되는 Li 의 과도한 용출을 억제할 수 있다.It is preferable that it is 1-30 micrometers, and, as for the average secondary particle diameter of the baked material powder provided to a washing | cleaning process, it is more preferable that it is 3-20 micrometers. When the average secondary particle size of the fired powder is 1 to 30 µm, the contact area between the fired powder and the cleaning liquid is adjusted, and excessive elution of Li contained in the lithium nickel composite oxide can be suppressed.

소성물 분말의 평균 이차 입자경은, 레이저 회절 산란 입도 분포 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다. 구체적으로는, 레이저 회절 입도 분포계 (주식회사 호리바 제작소 제조, 형번 : LA-950) 를 사용하고, 소성물 분말 0.1 g 을, 0.2 질량% 헥사메타인산나트륨 수용액 50 ㎖ 에 투입하고, 소성물 분말을 분산시킨 분산액을 얻는다. 얻어진 분산액에 대하여 입도 분포를 측정하고, 체적 기준의 누적 입도 분포 곡선을 얻는다. 얻어진 누적 입도 분포 곡선에 있어서, 50 % 누적시의 미소 입자측으로부터 본 입자경 (D50) 의 값을, 소성물 분말의 평균 이차 입자경으로 한다.The average secondary particle diameter of the fired powder can be measured using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device. Specifically, using a laser diffraction particle size distribution analyzer (Horiba, Ltd., model number: LA-950), 0.1 g of the fired powder was added to 50 ml of a 0.2% by mass aqueous solution of sodium hexamethaphosphate, and the fired powder was The dispersed liquid dispersion is obtained. Particle size distribution is measured about the obtained dispersion liquid, and a cumulative particle size distribution curve on a volume basis is obtained. In the obtained cumulative particle size distribution curve, the value of the particle diameter (D50) seen from the microparticle side at the time of 50% accumulation is made into the average secondary particle diameter of the fired powder.

세정 공정에 사용하는 세정액은 예를 들어, 물 및 알칼리 용액을 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서는 물인 것이 바람직하다.As a washing | cleaning liquid used for a washing | cleaning process, water and an alkaline solution are mentioned, for example. In this embodiment, it is preferable that it is water.

세정 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 불순물을 충분히 제거하는 관점에서, 1 분간 이상으로 하는 것이 바람직하고, 5 분간 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 생산성을 높이는 관점에서, 60 분간 이하가 바람직하고, 30 분간 이하가 보다 바람직하다. 요컨대, 세정 시간은, 1 분간 이상 60 분간 이하로 하는 것이 바람직하고, 5 분간 이상 30 분간 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.Although washing | cleaning time is not specifically limited, From a viewpoint of fully removing an impurity, it is preferable to set it as 1 minute or more, and it is more preferable to set it as 5 minutes or more. Moreover, from a viewpoint of improving productivity, 60 minutes or less are preferable and 30 minutes or less are more preferable. In other words, the washing time is preferably 1 minute or more and 60 minutes or less, and more preferably 5 minutes or more and 30 minutes or less.

세정 공정을 상기의 조건에서 실시함으로써, 불순물을 충분히 제거할 수 있으며, 또한, 슬러리 중에 리튬이 용출하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 높은 리튬니켈 복합 산화물을 얻을 수 있다.By performing a washing | cleaning process on said conditions, an impurity can fully be removed and it can suppress that a lithium elutes in a slurry. As a result, a lithium nickel composite oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be obtained.

본 실시형태에 있어서 「불순물」이란, 소성 공정 후의 리튬니켈 복합 산화물에 포함되는 입자의 표면에 잔존하는 SO4 2- 등의 황 함유 이온 (잔류 황산근) 이나, 잔류 탄산리튬, 및 pH 제어에 사용하는 알칼리 금속의 공침 잔류물이 잔류한 것 등을 들 수 있다.In the present embodiment, "impurity" refers to sulfur-containing ions (residual sulfate roots) such as SO 4 2- remaining on the surface of the particles contained in the lithium nickel composite oxide after the firing step, residual lithium carbonate, and pH control. The thing which the coprecipitation residue of the alkali metal to use remains.

천이 금속으로서 황산염을 사용한 경우에는, 이것에서 기인하는 황산근이 잔류하는 경우가 있다. 본 실시형태에 있어서는, 불순물로서의 잔류 황산근의 발생원은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 황산염을 사용하지 않는 경우라도, 사용하는 각종 재료에서 기인하여, 입자 표면에 잔류하는 황 함유 화합물 등도 불순물에 포함되는 것으로 한다.When sulfate is used as a transition metal, the sulfate root resulting from this may remain. In this embodiment, the generation source of residual sulfate root as an impurity is not specifically limited, For example, even when a sulfate is not used, the sulfur containing compound etc. which remain on the surface of particle | grains etc. originate in various materials to be used for an impurity. Shall be.

또한, 불순물로서의 탄산리튬은, 리튬원 (리튬 화합물) 으로서 탄산리튬을 사용한 경우에는, 이것에서 기인하는 잔류 탄산리튬을 들 수 있다. 또, 탄산리튬 이외의 리튬원을 사용한 경우라도, 공기 중의 이산화탄소와 반응하여 생길 수 있는 탄산리튬도 「불순물」에 포함되는 것으로 한다.In addition, when lithium carbonate as an impurity uses lithium carbonate as a lithium source (lithium compound), the residual lithium carbonate resulting from this is mentioned. In addition, even when lithium sources other than lithium carbonate are used, the lithium carbonate which may be generated by reaction with carbon dioxide in the air is also included in the "impurity".

불순물로서의 나트륨은, pH 제어에 사용하는 알칼리 금속의 공침 잔류물로서의 황산나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 수산화나트륨 등을 들 수 있다.Examples of sodium as impurities include sodium sulfate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide, and the like as coprecipitation residues of alkali metals used for pH control.

본 실시형태에 있어서는, 후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물의 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계가 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.27 질량% 이하가 되도록 후처리하는 것이 바람직하고, 0.24 질량% 이하가 되도록 후처리하는 것이 보다 바람직하다. 후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물에 포함되는 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계의 하한은 작을수록 바람직하지만, 예를 들어 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.03 질량% 정도이다.In this embodiment, it is preferable to post-process so that the sum total of the residual sulfate sulfate and residual lithium carbonate of the lithium nickel complex oxide obtained after a post-process may be 0.27 mass% or less with respect to the total mass of a lithium nickel composite oxide, and it is 0.24 mass It is more preferable to post-process so that it may become% or less. Although the minimum of the sum total of the residual sulfate sulfate and residual lithium carbonate contained in the lithium nickel composite oxide obtained after a post-processing process is so preferable that it is small, it is about 0.03 mass% with respect to the gross mass of a lithium nickel composite oxide, for example.

또, 나트륨은, 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 25 ppm 이하가 되도록 후처리하는 것이 바람직하고, 15 ppm 이하가 되도록 후처리하는 것이 보다 바람직하다. 후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물에 포함되는 나트륨의 비율의 하한은 작을수록 바람직하지만, 예를 들어, 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 5 ppm 정도이다.Moreover, it is preferable to post-process sodium so that it may become 25 ppm or less with respect to the gross mass of a lithium nickel complex oxide, and it is more preferable to post-process so that it may become 15 ppm or less. Although the lower limit of the ratio of sodium contained in the lithium nickel composite oxide obtained after a post-treatment process is so preferable that it is small, it is about 5 ppm with respect to the total mass of a lithium nickel composite oxide, for example.

≪제 2 실시형태≫`` Second Embodiment ''

본 실시형태는, 상기 제 1 실시형태의 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에 추가로 건조 공정을 갖는다. 즉, 본 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 혼합 공정과, 소성 공정과, 후처리 공정 (세정 공정과, 건조 공정) 을 이 순서로 갖는다. 바꿔 말하면, 본 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 것과, 상기 혼합물을 소성하여 소성물을 얻는 것과, 상기 소성물을 세정하는 것을 포함하는 후처리 공정을 갖고, 후처리 공정은 추가로 상기 세정물을 건조시키는 것을 포함한다.This embodiment has a drying process further after a washing | cleaning process in the post-processing process of the said 1st Embodiment. That is, the manufacturing method of the lithium nickel composite oxide of this embodiment has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (washing process and a drying process) in this order. In other words, in the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present embodiment, a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound are mixed to obtain a mixture, the mixture is calcined to obtain a fired product, and the fired product is washed. And a post-treatment step including the step, wherein the post-treatment step further includes drying the washing.

건조 공정의 리튬니켈 복합 산화물을 건조시키는 온도나 방법은 특별히 한정되지 않지만, 건조 온도는, 충분히 수분을 제거하는 관점에서, 30 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 40 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.The temperature and method for drying the lithium nickel composite oxide in the drying step are not particularly limited, but the drying temperature is preferably 30 ° C or higher, more preferably 40 ° C or higher, and 50 ° C or higher from the viewpoint of sufficiently removing moisture. More preferred.

또, 표면에 이상 (異相) 이 형성되는 것을 방지하는 관점에서, 300 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 250 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 200 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.Moreover, it is preferable that it is 300 degrees C or less from a viewpoint of preventing abnormality from forming in a surface, It is more preferable that it is 250 degrees C or less, It is further more preferable that it is 200 degrees C or less.

여기서 이상이란, 본 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물과는 상이한 결정 구조를 갖는 것을 나타내고, 예를 들어 산화니켈과 같은 암염 구조의 화합물을 나타낸다.Here, the above shows what has a crystal structure different from the lithium nickel composite oxide of this embodiment, and shows the compound of rock salt structure like nickel oxide, for example.

≪제 3 실시형태≫`` Third embodiment ''

본 실시형태는, 상기 제 1 실시형태의 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에 추가로 재소성 공정을 갖는다. 즉, 본 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 혼합 공정과, 소성 공정과, 후처리 공정 (세정 공정과, 재소성 공정) 을 이 순서로 갖는다. 바꿔 말하면, 본 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 것과, 상기 혼합물을 소성하여 소성물을 얻는 것과, 상기 소성물을 세정하는 것을 포함하는 후처리 공정을 갖고, 후처리 공정은 추가로 상기 세정물을 재소성하는 것을 포함한다. 본 실시형태에 있어서의 혼합 공정과, 소성 공정과, 세정 공정에 관한 설명은, 상기 제 1 실시형태에 있어서의 설명과 동일하다.This embodiment has a refire process further after a washing | cleaning process in the post-processing process of the said 1st Embodiment. That is, the manufacturing method of the lithium nickel composite oxide of this embodiment has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (a washing process and a recalcination process) in this order. In other words, in the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present embodiment, a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound are mixed to obtain a mixture, the mixture is calcined to obtain a fired product, and the fired product is washed. And a post-treatment step including the step, wherein the post-treatment step further includes recalculating the wash. The description about the mixing process, the baking process, and the washing process in this embodiment is the same as that in the said 1st Embodiment.

[재소성 공정][Plastic process]

리튬니켈 복합 산화물의 재소성 공정의 소성 온도로는, 특별히 제한은 없지만, 충전 용량의 저하를 방지할 수 있는 관점에서, 300 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 350 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 400 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 특별히 제한은 없지만, Li 의 휘발을 방지할 수 있고, 목표로 하는 조성의 리튬니켈 복합 산화물을 얻는 관점에서, 1000 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 950 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.Although there is no restriction | limiting in particular as the baking temperature of the recalcination process of a lithium nickel complex oxide, It is preferable that it is 300 degreeC or more from a viewpoint which can prevent the fall of a charge capacity, It is more preferable that it is 350 degreeC or more, It is 400 degreeC or more More preferred. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular, From a viewpoint of obtaining the lithium nickel complex oxide of the target composition which can prevent volatilization of Li, it is preferable that it is 1000 degrees C or less, and it is more preferable that it is 950 degrees C or less.

Li 의 휘발은 소성 온도에 의해 제어할 수 있다.Volatilization of Li can be controlled by firing temperature.

소성 온도의 상한치와 하한치는 임의로 조합할 수 있다. 예를 들어, 재소성 공정의 소성 온도는, 300 ℃ 이상 1000 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 350 ℃ 이상 950 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 400 ℃ 이상 950 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.The upper limit and the lower limit of the firing temperature can be arbitrarily combined. For example, it is preferable that the baking temperature of a refiring process is 300 degreeC or more and 1000 degrees C or less, It is more preferable that they are 350 degreeC or more and 950 degrees C or less, It is further more preferable that they are 400 degreeC or more and 950 degrees C or less.

재소성 시간은, 승온 개시로부터 달온하여 온도 유지가 종료될 때까지의 합계 시간을 1 시간 이상 30 시간 이하로 하는 것이 바람직하다. 합계 시간이 30 시간 이하이면, Li 의 휘발을 방지할 수 있고, 전지 성능의 열화를 방지할 수 있다.The refiring time is preferably set to a total time of 1 hour or more and 30 hours or less from the start of the temperature rise until the temperature maintenance is completed. If total time is 30 hours or less, volatilization of Li can be prevented and deterioration of battery performance can be prevented.

합계 시간이 1 시간 이상이면, 결정의 발달이 양호하게 진행되고, 전지 성능을 향상시킬 수 있다.If the total time is 1 hour or more, the development of the crystal proceeds well, and the battery performance can be improved.

승온 개시로부터 소성 온도에 도달할 때까지의 시간은, 0.5 시간 이상 20 시간 이하인 것이 바람직하다. 승온 개시로부터 소성 온도에 도달할 때까지의 시간이 이 범위이면, 보다 균일한 리튬니켈 복합 산화물을 얻을 수 있다. 또, 소성 온도에 도달하고 나서 온도 유지가 종료될 때까지의 시간은, 0.5 시간 이상 20 시간 이하인 것이 바람직하다. 소성 온도에 도달하고 나서 온도 유지가 종료될 때까지의 시간이 이 범위이면, 결정의 발달이 보다 양호하게 진행되고, 전지 성능을 보다 향상시킬 수 있다.It is preferable that the time from the temperature start to the calcination temperature is 0.5 hours or more and 20 hours or less. A more uniform lithium nickel composite oxide can be obtained as long as the time from the start of temperature rise until the firing temperature is in this range. Moreover, it is preferable that time from reaching baking temperature until completion | finish of temperature maintenance is 0.5 hour or more and 20 hours or less. If the time from reaching the firing temperature to the end of the temperature holding is within this range, the development of the crystal proceeds better, and the battery performance can be further improved.

또한, 상기의 소성 전에, 예비 소성을 실시하는 것도 유효하다. 이와 같은 예비 소성의 온도는, 300 ∼ 850 ℃ 의 범위에서, 1 ∼ 10 시간 실시하는 것이 바람직하다.Moreover, it is also effective to perform preliminary baking before said baking. It is preferable to perform the temperature of such preliminary baking for 1 to 10 hours in 300-850 degreeC.

또, 재소성 공정을 상기의 조건에서 실시함으로써, 탄산리튬 등의 불순물을 저감시킬 수 있다.In addition, by performing the refiring process under the above conditions, impurities such as lithium carbonate can be reduced.

세정 공정과 재소성 공정을 갖는 후처리 공정에서는, 세정 공정과 재소성 공정을 상기의 조건에서 실시함으로써, 불순물을 충분히 제거할 수 있으며, 또한, 세정 공정에 있어서 슬러리 중에 리튬이 용출하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 높은 리튬니켈 복합 산화물을 얻을 수 있다.In a post-treatment step having a washing step and a refiring step, the washing step and the refiring step can be carried out under the above conditions, whereby impurities can be sufficiently removed, and further, lithium can be prevented from leaching in the slurry in the washing step. Can be. As a result, a lithium nickel composite oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be obtained.

≪제 4 실시형태≫`` Fourth Embodiment ''

본 실시형태는, 상기 제 2 실시형태의 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에 추가로 재소성 공정을 갖는다. 즉, 제 4 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 혼합 공정과, 소성 공정과, 후처리 공정 (세정 공정과, 건조 공정과, 재소성 공정) 을 이 순서로 갖는다. 바꿔 말하면, 본 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 것과, 상기 혼합물을 소성하여 소성물을 얻는 것과, 상기 소성물을 세정하는 것을 포함하는 후처리 공정을 갖고, 후처리 공정은 추가로 상기 세정물을 건조시키는 것과, 상기 건조물을 재소성하는 것을 포함한다.This embodiment has a refiring process further after a drying process in the post-processing process of the said 2nd Embodiment. That is, the manufacturing method of the lithium nickel composite oxide of 4th Embodiment has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (a washing process, a drying process, and a recalcination process) in this order. In other words, in the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present embodiment, a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound are mixed to obtain a mixture, the mixture is calcined to obtain a fired product, and the fired product is washed. It has a post-processing process containing the thing, a post-processing process further includes drying the said washing | cleaning thing and recalcining the dry matter.

본 실시형태에 있어서의 혼합 공정과, 소성 공정과, 세정 공정과, 건조 공정과, 재소성 공정에 관한 설명은, 상기 실시형태에 있어서의 설명과 동일하다.The description about the mixing process, the baking process, the washing process, the drying process, and the refiring process in this embodiment is the same as that in the said embodiment.

≪제 5 실시형태≫`` Fifth Embodiment ''

본 실시형태는, 상기 제 1 실시형태의 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에 추가로 피복 공정을 갖는다. 즉, 본 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 혼합 공정과, 소성 공정과, 후처리 공정 (세정 공정과, 피복 공정) 을 이 순서로 갖는다. 바꿔 말하면, 본 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 것과, 상기 혼합물을 소성하여 소성물을 얻는 것과, 상기 소성물을 세정하는 것을 포함하는 후처리 공정을 갖고, 후처리 공정은 추가로 상기 세정물을 피복 재료에 의해 피복하는 것을 포함한다. 본 실시형태에 있어서의 혼합 공정과, 소성 공정과, 세정 공정에 관한 설명은, 상기 제 1 실시형태에 있어서의 설명과 동일하다.This embodiment has a coating | coating process further after a washing | cleaning process in the post-processing process of said 1st Embodiment. That is, the manufacturing method of the lithium nickel composite oxide of this embodiment has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (washing process and a coating process) in this order. In other words, in the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present embodiment, a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound are mixed to obtain a mixture, the mixture is calcined to obtain a fired product, and the fired product is washed. It has a post-processing process containing the thing, and a post-processing process further includes coating the said washing | cleaning material with a coating material. The description about the mixing process, the baking process, and the washing process in this embodiment is the same as that in the said 1st Embodiment.

[피복 공정][Coating process]

피복재 원료 및 리튬니켈 복합 산화물을 혼합하고, 필요에 따라 열처리함으로써 리튬니켈 복합 산화물의 이차 입자의 표면에 피복층을 형성할 수 있다.A coating layer can be formed on the surface of the secondary particle of a lithium nickel composite oxide by mixing a coating material raw material and a lithium nickel composite oxide, and heat-processing as needed.

피복재 원료는, 알루미늄, 붕소, 티탄, 지르코늄, 및 텅스텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소의 산화물, 수산화물, 탄산염, 질산염, 황산염, 할로겐화물, 옥살산염 또는 알콕시드를 사용할 수 있고, 산화물인 것이 바람직하다. 피복재 원료는, 예를 들어 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 황산알루미늄, 염화알루미늄, 알루미늄알콕시드, 산화붕소, 붕산, 산화티탄, 염화티탄, 티탄알콕시드, 산화지르코늄, 염화지르코늄, 산화텅스텐, 텅스텐산 등을 들 수 있다. 피복 원재료로는, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 산화붕소, 붕산, 산화티탄, 산화지르코늄 및 산화텅스텐이 바람직하다.As the coating material, oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, halides, oxalates or alkoxides of at least one element selected from the group consisting of aluminum, boron, titanium, zirconium and tungsten can be used. It is preferable. The coating material is, for example, aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum alkoxide, boron oxide, boric acid, titanium oxide, titanium chloride, titanium alkoxide, zirconium oxide, zirconium chloride, tungsten oxide, tungstic acid, or the like. Can be mentioned. As a coating raw material, aluminum oxide, aluminum hydroxide, boron oxide, boric acid, titanium oxide, zirconium oxide, and tungsten oxide are preferable.

피복재 원료가 리튬니켈 복합 산화물의 표면에 보다 효율적으로 피복되기 위해, 피복재 원료는 리튬니켈 복합 산화물의 이차 입자에 비하여 미립인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 리튬니켈 복합 산화물의 평균 이차 입자경은, 1 ∼ 30 ㎛ 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 20 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 피복재 원료의 평균 이차 입자경은, 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 피복재 원료의 평균 이차 입자경의 하한은 작을수록 바람직하지만, 예를 들어 0.001 ㎛ 이다.In order for the coating material to be coated on the surface of the lithium nickel composite oxide more efficiently, the coating material is preferably finer than the secondary particles of the lithium nickel composite oxide. Specifically, the average secondary particle diameter of the lithium nickel composite oxide is preferably 1 to 30 µm, and more preferably 3 to 20 µm. It is preferable that it is 1 micrometer or less, and, as for the average secondary particle diameter of a coating material raw material, it is more preferable that it is 0.1 micrometer or less. The smaller the lower limit of the average secondary particle size of the coating material is preferable, for example, but is 0.001 µm.

리튬니켈 복합 산화물의 평균 이차 입자경은, 레이저 회절 산란 입도 분포 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다. 구체적으로는, 레이저 회절 입도 분포계 (주식회사 호리바 제작소 제조, 형번 : LA-950) 를 사용하고, 리튬니켈 복합 산화물 0.1 g 을, 0.2 질량% 헥사메타인산나트륨 수용액 50 ㎖ 에 투입하고, 리튬니켈 복합 산화물을 분산시킨 분산액을 얻는다. 얻어진 분산액에 대하여 입도 분포를 측정하고, 체적 기준의 누적 입도 분포 곡선을 얻는다. 얻어진 누적 입도 분포 곡선에 있어서, 50 % 누적시의 미소 입자측으로부터 본 입자경 (D50) 의 값을, 리튬니켈 복합 산화물의 평균 이차 입자경으로 한다.The average secondary particle diameter of a lithium nickel composite oxide can be measured using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device. Specifically, using a laser diffraction particle size distribution analyzer (Horiba, Ltd., model number: LA-950), 0.1 g of lithium nickel composite oxide was added to 50 ml of 0.2 mass% sodium hexamethaphosphate aqueous solution, and the lithium nickel composite The dispersion liquid which disperse | distributed oxide is obtained. Particle size distribution is measured about the obtained dispersion liquid, and a cumulative particle size distribution curve on a volume basis is obtained. In the obtained cumulative particle size distribution curve, the value of the particle diameter (D50) seen from the microparticle side at the time of 50% accumulation is made into the average secondary particle diameter of a lithium nickel composite oxide.

피복 재료의 평균 이차 입자경도 동일한 순서로 측정된다.The average secondary particle diameter of the coating material is also measured in the same order.

피복재 원료 및 리튬니켈 복합 산화물의 혼합은, 리튬니켈 복합 산화물 제조시에 있어서의 혼합과 동일하게 하여 실시하면 된다. 교반 날개를 내부에 구비한 분체 혼합기를 사용하여 혼합하는 방법 등, 볼 등의 혼합 미디어를 구비하지 않고, 강한 분쇄를 수반하지 않는 혼합 장치를 사용하여 혼합하는 방법이 바람직하다. 또, 혼합 후에 물을 함유하는 분위기 중에서 유지시킴으로써 피복층을 리튬니켈 복합 산화물의 표면에 보다 강고하게 부착시킬 수 있다.The mixing of the coating material and the lithium nickel composite oxide may be performed in the same manner as the mixing at the time of producing the lithium nickel composite oxide. The method of mixing using the mixing apparatus which does not have strong grinding | pulverization without providing mixing media, such as a method of mixing using the powder mixer which has a stirring blade inside, is preferable. In addition, the coating layer can be more firmly adhered to the surface of the lithium nickel composite oxide by maintaining in an atmosphere containing water after mixing.

피복재 원료 및 리튬니켈 복합 산화물의 혼합시에 있어서의 피복재 원료의 비율은, 피복재 원료 및 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여, 0.01 ∼ 10 질량% 인 것이 바람직하고, 0.1 ∼ 5 질량% 인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that it is 0.01-10 mass% with respect to the gross mass of a coating material raw material and a lithium nickel composite oxide, and, as for the ratio of the coating material raw material at the time of mixing of a coating material raw material and a lithium nickel composite oxide, it is more preferable that it is 0.1-5 mass%. desirable.

피복재 원료 및 리튬니켈 복합 산화물의 혼합 후에 필요에 따라 실시하는 열처리에 있어서의 열처리 조건 (온도, 유지 시간) 은, 피복재 원료의 종류에 따라 상이한 경우가 있다. 열처리 온도는, 300 ∼ 850 ℃ 의 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 상기 리튬니켈 복합 산화물의 소성 온도 이하의 온도인 것이 바람직하다. 리튬니켈 복합 산화물 소성 온도보다 높은 온도이면, 피복재 원료가 리튬니켈 복합 산화물과 고용하여, 피복층이 형성되지 않는 경우가 있다. 열처리에 있어서의 유지 시간은, 소성시의 유지 시간보다 짧게 설정하는 것이 바람직하다. 열처리에 있어서의 분위기로는, 상기 소성과 동일한 분위기 가스를 들 수 있다.The heat treatment conditions (temperature, holding time) in the heat processing performed as needed after mixing of a coating material raw material and a lithium nickel composite oxide may differ according to the kind of coating material raw material. It is preferable to set heat processing temperature in the range of 300-850 degreeC, and it is preferable that it is the temperature below the baking temperature of the said lithium nickel complex oxide. If the temperature is higher than the lithium nickel composite oxide sintering temperature, the coating material may be dissolved with the lithium nickel composite oxide so that a coating layer may not be formed. It is preferable to set the holding time in heat processing shorter than the holding time at the time of baking. As an atmosphere in heat processing, the same atmospheric gas as the said baking is mentioned.

또, 열처리를 상기의 조건에서 실시함으로써, 불순물을 저감시킬 수 있다.Moreover, impurities can be reduced by performing heat processing on said conditions.

스퍼터링, CVD 또는 증착 등의 수법을 사용함으로써, 리튬니켈 복합 산화물의 표면에 피복층을 형성시켜, 리튬 이차 전지용 정극 활물질을 얻을 수도 있다.By using a method such as sputtering, CVD or vapor deposition, a coating layer may be formed on the surface of the lithium nickel composite oxide to obtain a positive electrode active material for a lithium secondary battery.

또, 상기 리튬니켈 복합 산화물과 리튬 화합물과 피복재 원료를 혼합 및 소성함으로써 리튬 이차 전지용 정극 활물질이 얻어지는 경우도 있다.Moreover, the positive electrode active material for lithium secondary batteries may be obtained by mixing and baking the said lithium nickel composite oxide, a lithium compound, and a coating material raw material.

또한, 본 명세서에 있어서 피복층은, 리튬니켈 복합 산화물의 표면 전체를 덮고 있을 필요는 없고, 적어도 30 % 이상을 덮고 있으면 된다.In addition, in this specification, the coating layer does not need to cover the whole surface of a lithium nickel complex oxide, and should just cover at least 30% or more.

상기 서술한 피복 공정을 실시함으로써, 피복재 원료와, 리튬니켈 복합 산화물의 표면에 존재하는 리튬 화합물이 열처리에 의해 반응하여, 피복층을 리튬니켈 복합 산화물의 표면에 형성할 수 있다. 열처리의 온도가 800 ℃ 이상인 경우에는, 리튬니켈 복합 산화물의 입자 내의 리튬 원자가 피복층에 확산함으로써, 피복재 원료 및 리튬을 포함하는 피복층을 리튬니켈 복합 산화물의 표면에 형성하는 경우가 있다.By performing the coating process mentioned above, a coating material raw material and the lithium compound which exists in the surface of a lithium nickel composite oxide can react by heat processing, and a coating layer can be formed in the surface of a lithium nickel composite oxide. When the temperature of heat processing is 800 degreeC or more, the lithium atom in the particle | grains of a lithium nickel complex oxide diffuses into a coating layer, and the coating layer containing a coating material raw material and lithium may be formed in the surface of a lithium nickel composite oxide.

세정 공정과 피복 공정을 갖는 후처리 공정에서는, 세정 공정과 피복 공정을 상기의 조건에서 실시함으로써, 불순물을 충분히 제거할 수 있으며, 또한, 세정 공정에 있어서 슬러리 중에 리튬이 용출하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 높은 리튬니켈 복합 산화물을 얻을 수 있다.In a post-treatment step having a cleaning step and a coating step, impurities can be sufficiently removed by performing the cleaning step and the coating step under the above conditions, and further, it is possible to suppress the elution of lithium in the slurry in the cleaning step. . As a result, a lithium nickel composite oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be obtained.

≪제 6 실시형태≫`` Sixth Embodiment ''

본 실시형태는, 상기 제 2 실시형태의 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에 추가로 피복 공정을 갖는다. 즉, 제 6 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 혼합 공정과, 소성 공정과, 후처리 공정 (세정 공정과, 건조 공정과, 피복 공정) 을 이 순서로 갖는다. 바꿔 말하면, 본 실시형태의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법은, 리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 것과, 상기 혼합물을 소성하여 소성물을 얻는 것과, 상기 소성물을 세정하는 것을 포함하는 후처리 공정을 갖고, 후처리 공정은 추가로 상기 세정물을 건조시키는 것과, 상기 건조물을 피복 재료에 의해 피복하는 것을 포함한다. 본 실시형태에 있어서의 혼합 공정과, 소성 공정과, 세정 공정과, 건조 공정과, 피복 공정에 관한 설명은, 상기 실시형태에 있어서의 설명과 동일하다.This embodiment has a coating | coating process further after a drying process in the post-processing process of said 2nd Embodiment. That is, the manufacturing method of the lithium nickel composite oxide of 6th Embodiment has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (washing process, a drying process, and a coating process) in this order. In other words, in the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present embodiment, a lithium compound and a nickel-containing metal composite compound are mixed to obtain a mixture, the mixture is calcined to obtain a fired product, and the fired product is washed. It has a post-processing process containing the thing, and a post-processing process further includes drying the said washing | cleaning thing, and covering the said dry matter with coating material. The description about the mixing process, the baking process, the washing process, the drying process, and the coating process in this embodiment is the same as the description in the said embodiment.

상기 제 4 실시형태, 및 제 6 실시형태의 후처리 공정은, 건조 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물의 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계가 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.6 질량% 이하, 또한 나트륨이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 50 ppm 이하가 되도록 처리하는 공정이다.In the post-treatment step of the fourth embodiment and the sixth embodiment, the sum of the residual sulfuric acid root and the residual lithium carbonate of the lithium nickel composite oxide obtained after the drying step is 0.6% by mass or less with respect to the total mass of the lithium nickel composite oxide, Moreover, it is the process of processing so that sodium may be 50 ppm or less with respect to the gross mass of a lithium nickel complex oxide.

본 발명에 있어서는, 상기 제 2 실시형태 내지 제 6 실시형태가 바람직하고, 제 4 실시형태 내지 제 6 실시형태가 보다 바람직하고, 제 4 실시형태 또는 제 6 실시형태가 특히 바람직하다.In this invention, said 2nd Embodiment-6th Embodiment is preferable, 4th-6th Embodiment is more preferable, 4th Embodiment or 6th Embodiment is especially preferable.

<리튬니켈 복합 산화물><Lithium nickel composite oxide>

상기 본 발명의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법에 의해 제조되는 리튬니켈 복합 산화물은, 일반식 (Ⅰ) 로 나타낸다.The lithium nickel composite oxide produced by the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present invention is represented by general formula (I).

Li[Lix(Ni(1-y-z-w)CoyMnzMw)1-x]O2 ···(Ⅰ)Li [Li x (Ni (1-yzw) Co y Mn z M w ) 1-x ] O 2 ... (I)

(식 (Ⅰ) 중, 0 < x ≤ 0.2, 0 < y ≤ 0.5, 0 < z ≤ 0.8, 0 ≤ w ≤ 0.1, y + z + w < 1, M 은 Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga 및 V 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 금속을 나타낸다.)In formula (I), 0 <x <0.2, 0 <y <0.5, 0 <z <0.8, 0 <w <0.1, y + z + w <1, M is Fe, Cu, Ti, Mg, Al Or at least one metal selected from the group consisting of W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga and V.)

초회 쿨롱 효율이 보다 높은 리튬 이차 전지를 얻는 관점에서, 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 x 는 0.005 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01 이상인 것이 특히 바람직하다. 또, 용량 유지율이 보다 높은 리튬 이차 전지를 얻는 관점에서, 상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 x 는 0.15 이하인 것이 바람직하고, 0.12 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.09 이하인 것이 특히 바람직하다. x 를 상기의 범위로 함으로써, 초회 쿨롱 효율이 높으며, 또한 용량 유지율이 높은 리튬 이차 전지를 얻을 수 있다. x 가 0 이하가 되면, 용량이 저하될 가능성이 있다.From a viewpoint of obtaining a lithium secondary battery with a higher initial coulomb efficiency, it is more preferable that x in general formula (I) is 0.005 or more, and it is especially preferable that it is 0.01 or more. From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having a higher capacity retention rate, x in General Formula (I) is preferably 0.15 or less, more preferably 0.12 or less, and particularly preferably 0.09 or less. By setting x to the above range, a lithium secondary battery having a high initial coulombic efficiency and a high capacity retention can be obtained. When x becomes 0 or less, the capacity may fall.

x 의 상한치와 하한치는 임의로 조합할 수 있다. 예를 들어, x 는 0.005 이상 0.15 이하인 것이 바람직하고, 0.01 이상 0.12 이하인 것 보다 바람직하고, 0.01 이상 0.09 이하인 것이 특히 바람직하다.The upper limit and lower limit of x can be arbitrarily combined. For example, it is preferable that x is 0.005 or more and 0.15 or less, It is more preferable that it is 0.01 or more and 0.12 or less, It is especially preferable that they are 0.01 or more and 0.09 or less.

또, 사이클 특성이 높은 리튬 이차 전지를 얻는 관점에서, 상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 y 는 0.005 이상인 것이 바람직하고, 0.01 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.05 이상인 것이 특히 바람직하다. 또, 열적 안정성이 높은 리튬 이차 전지를 얻는 관점에서, 상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 y 는 0.4 이하인 것이 바람직하고, 0.35 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.33 이하인 것이 특히 바람직하다.In addition, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high cycle characteristics, y in General Formula (I) is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and particularly preferably 0.05 or more. From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high thermal stability, y in General Formula (I) is preferably 0.4 or less, more preferably 0.35 or less, and particularly preferably 0.33 or less.

y 의 상한치와 하한치는 임의로 조합할 수 있다. 예를 들어, y 는 0.005 이상 0.4 이하인 것이 바람직하고, 0.01 이상 0.35 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.05 이상 0.33 이하인 것이 특히 바람직하다.The upper limit and the lower limit of y can be arbitrarily combined. For example, it is preferable that they are 0.005 or more and 0.4 or less, It is more preferable that they are 0.01 or more and 0.35 or less, It is especially preferable that they are 0.05 or more and 0.33 or less.

또, 사이클 특성이 높은 리튬 이차 전지를 얻는 관점에서, 상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 z 는 0.005 이상인 것이 바람직하고, 0.01 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.015 이상인 것이 특히 바람직하다. 또, 고온 (예를 들어 60 ℃ 환경하) 에서의 보존 특성이 높은 리튬 이차 전지를 얻는 관점에서, 상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 z 는 0.4 이하인 것이 바람직하고, 0.38 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.35 이하인 것이 특히 바람직하다.From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high cycle characteristics, z in General Formula (I) is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and particularly preferably 0.015 or more. Moreover, from a viewpoint of obtaining the lithium secondary battery with high storage characteristic in high temperature (for example, in 60 degreeC environment), it is preferable that z in the said General formula (I) is 0.4 or less, It is more preferable that it is 0.38 or less, It is especially preferable that it is 0.35 or less.

z 의 상한치와 하한치는 임의로 조합할 수 있다. 예를 들어, z 는 0.005 이상 0.4 이하인 것이 바람직하고, 0.01 이상 0.38 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.015 이상 0.35 이하인 것이 특히 바람직하다.The upper limit and lower limit of z can be arbitrarily combined. For example, z is preferably 0.005 or more and 0.4 or less, more preferably 0.01 or more and 0.38 or less, and particularly preferably 0.015 or more and 0.35 or less.

또, 상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 w 는 0 을 초과하는 것이 바람직하고, 0.0005 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.001 이상인 것이 특히 바람직하다. 상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 w 는 0.09 이하인 것이 바람직하고, 0.08 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.07 이하인 것이 특히 바람직하다.Moreover, it is preferable that w in the said General formula (I) exceeds 0, It is more preferable that it is 0.0005 or more, It is especially preferable that it is 0.001 or more. It is preferable that w in the said General formula (I) is 0.09 or less, It is more preferable that it is 0.08 or less, It is especially preferable that it is 0.07 or less.

w 의 상한치와 하한치는 임의로 조합할 수 있다. 예를 들어, w 는 0 을 초과하고 0.09 이하인 것이 바람직하고, 0.0005 이상 0.08 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.001 이상 0.07 이하인 것이 특히 바람직하다.The upper limit and lower limit of w can be arbitrarily combined. For example, it is preferable that w is more than 0 and is 0.09 or less, It is more preferable that it is 0.0005 or more and 0.08 or less, It is especially preferable that it is 0.001 or more and 0.07 or less.

상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서, y + z + w ≤ 0.3 인 것이 바람직하다.In General Formula (I), it is preferable that y + z + w ≤ 0.3.

상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 M 은 Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga 및 V 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 금속을 나타낸다.M in General Formula (I) represents at least one metal selected from the group consisting of Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga and V. .

또, 사이클 특성이 높은 리튬 이차 전지를 얻는 관점에서, 일반식 (Ⅰ) 에 있어서의 M 은, Ti, Mg, Al, W, B 및 Zr 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 것이 바람직하고, 열적 안정성이 높은 리튬 이차 전지를 얻는 관점에서는, Al, W, B 및 Zr 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 것이 바람직하다.In addition, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high cycle characteristics, M in General Formula (I) is preferably one or more selected from the group consisting of Ti, Mg, Al, W, B, and Zr, and thermally. It is preferable that it is 1 or more types chosen from the group which consists of Al, W, B, and Zr from a viewpoint of obtaining a highly stable lithium secondary battery.

상기 본 발명의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법에 의해 제조되는 리튬니켈 복합 산화물은, 피복층을 가지고 있어도 된다.The lithium nickel composite oxide produced by the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present invention may have a coating layer.

피복층은, 알루미늄, 붕소, 티탄, 지르코늄 및 텅스텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소의 화합물을 포함한다. 피복층은, 리튬 화합물을 포함해도 된다. 피복층은, 알루미늄 화합물인 것이 바람직하고, 알루민산리튬인 것이 보다 바람직하고, α-알루민산리튬인 것이 더욱 바람직하다.The coating layer contains a compound of at least one element selected from the group consisting of aluminum, boron, titanium, zirconium and tungsten. The coating layer may contain a lithium compound. It is preferable that a coating layer is an aluminum compound, It is more preferable that it is lithium aluminate, It is still more preferable that it is lithium-aluminate.

본 실시형태에 있어서, 피복층은, Mn, Fe, Co, 및 Ni 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 금속을 포함하고 있어도 된다.In this embodiment, the coating layer may contain 1 or more types of metals chosen from the group which consists of Mn, Fe, Co, and Ni.

본 실시형태에 있어서, 피복층의 조성의 확인은, 이차 입자 단면의 STEM-EDX 원소 라인 분석, 유도 결합 플라즈마 발광 분석 또는 전자선 마이크로애널라이저 분석 등을 사용함으로써 실시할 수 있다. 피복층의 결정 구조의 확인은, 분말 X 선 회절이나, 전자선 회절을 사용하여 실시할 수 있다.In the present embodiment, the composition of the coating layer can be confirmed by using STEM-EDX elemental line analysis, inductively coupled plasma emission analysis, electron beam microanalyzer analysis, or the like in the secondary particle cross section. Confirmation of the crystal structure of the coating layer can be performed using powder X-ray diffraction or electron beam diffraction.

(층상 구조)(Layered structure)

리튬니켈 복합 산화물의 결정 구조는, 층상 구조이고, 육방정형의 결정 구조 또는 단사정형의 결정 구조인 것이 보다 바람직하다.The crystal structure of the lithium nickel composite oxide is a layered structure, more preferably a hexagonal crystal structure or a monoclinic crystal structure.

육방정형의 결정 구조는, P3, P31, P32, R3, P-3, R-3, P312, P321, P3112, P3121, P3212, P3221, R32, P3m1, P31m, P3c1, P31c, R3m, R3c, P-31m, P-31c, P-3m1, P-3c1, R-3m, R-3c, P6, P61, P65, P62, P64, P63, P-6, P6/m, P63/m, P622, P6122, P6522, P6222, P6422, P6322, P6mm, P6cc, P63cm, P63mc, P-6m2, P-6c2, P-62m, P-62c, P6/mmm, P6/mcc, P63/mcm, 및 P63/mmc 로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1 개의 공간군에 귀속된다.The hexagonal crystal structure is P3, P3 1 , P3 2 , R3, P-3, R-3, P312, P321, P3 1 12, P3 1 21, P3 2 12, P3 2 21, R32, P3m1, P31m , P3c1, P31c, R3m, R3c, P-31m, P-31c, P-3m1, P-3c1, R-3m, R-3c, P6, P6 1 , P6 5 , P6 2 , P6 4 , P6 3 , P-6, P6 / m, P6 3 / m, P622, P6 1 22, P6 5 22, P6 2 22, P6 4 22, P6 3 22, P6mm, P6cc, P6 3 cm, P6 3 mc, P-6m2 , P-6c2, P-62m, P-62c, P6 / mmm, P6 / mcc, P6 3 / mcm, and P6 3 / mmc.

또, 단사정형의 결정 구조는, P2, P21, C2, Pm, Pc, Cm, Cc, P2/m, P21/m, C2/m, P2/c, P21/c, 및 C2/c 로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1 개의 공간군에 귀속된다.In addition, the monoclinic crystal structures include P2, P2 1 , C2, Pm, Pc, Cm, Cc, P2 / m, P2 1 / m, C2 / m, P2 / c, P2 1 / c, and C2 / c. It belongs to any one space group chosen from the group which consists of these.

이들 중, 방전 용량이 높은 리튬 이차 전지를 얻는 관점에서, 결정 구조는, 공간군 R-3m 에 귀속되는 육방정형의 결정 구조, 또는 C2/m 에 귀속되는 단사정형의 결정 구조인 것이 특히 바람직하다.Among them, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having a high discharge capacity, the crystal structure is particularly preferably a hexagonal crystal structure belonging to the space group R-3m or a monoclinic crystal structure belonging to C2 / m. .

본 발명에 사용하는 리튬 화합물은, 탄산리튬, 질산리튬, 황산리튬, 아세트산리튬, 수산화리튬, 산화리튬, 염화리튬, 및 불화리튬 중 어느 1 개, 또는, 2 개 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서는, 수산화리튬 및 탄산리튬의 어느 일방 또는 양방이 바람직하다.The lithium compound used in the present invention can be used by mixing any one of lithium carbonate, lithium nitrate, lithium sulfate, lithium acetate, lithium hydroxide, lithium oxide, lithium chloride, and lithium fluoride or two or more thereof. In these, either or both of lithium hydroxide and lithium carbonate is preferable.

리튬 이차 전지용 정극 활물질의 핸들링성을 높이는 관점에서, 리튬니켈 복합 산화물에 포함되는 탄산리튬 성분은, 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.4 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.39 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.38 질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.From the viewpoint of improving the handling properties of the positive electrode active material for lithium secondary batteries, the lithium carbonate component contained in the lithium nickel composite oxide is preferably 0.4 mass% or less, more preferably 0.39 mass% or less with respect to the total mass of the lithium nickel composite oxide. It is especially preferable that it is 0.38 mass% or less.

또, 리튬 이차 전지용 정극 활물질의 핸들링성을 높이는 관점에서, 리튬니켈 복합 산화물에 포함되는 수산화리튬 성분은, 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.4 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.39 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.38 질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.Moreover, it is preferable that the lithium hydroxide component contained in a lithium nickel complex oxide is 0.4 mass% or less with respect to the gross mass of a lithium nickel composite oxide, and it is 0.39 mass% or less from a viewpoint of improving the handling property of the positive electrode active material for lithium secondary batteries. It is preferable and it is especially preferable that it is 0.38 mass% or less.

리튬니켈 복합 산화물에 포함되는 탄산리튬 성분 및 수산화리튬 성분은, 이하에 나타내는 중화 적정법으로 구할 수 있다.The lithium carbonate component and the lithium hydroxide component contained in the lithium nickel composite oxide can be obtained by the neutralization titration method shown below.

<리튬니켈 복합 산화물 중의 탄산리튬 정량 (중화 적정)><Determination of Lithium Carbonate in Lithium Nickel Composite Oxide (Neutralization Titration)>

리튬니켈 복합 산화물 20 g 과 순수 100 g 을 100 ㎖ 비커에 넣고, 5 분간 교반한다. 교반 후, 리튬니켈 복합 산화물을 여과하고, 남은 여과액의 60 g 에 0.1 mol/L 염산을 적하하고, pH 미터로 여과액의 pH 를 측정한다. pH = 8.3 ± 0.1 일 때의 염산의 적정량을 A ㎖, pH = 4.5 ± 0.1 일 때의 염산의 적정량을 B ㎖ 로 하고, 하기의 계산식으로부터, 리튬니켈 복합 산화물 중에 포함되는 탄산리튬 농도를 산출한다. 하기의 식 중, 탄산리튬의 분자량은, 각 원자량을, Li ; 6.941, C ; 12, O ; 16 으로 하여 산출한다.20 g of lithium nickel composite oxide and 100 g of pure water are put in a 100 ml beaker and stirred for 5 minutes. After stirring, the lithium nickel composite oxide was filtered, 0.1 mol / L hydrochloric acid was added dropwise to 60 g of the remaining filtrate, and the pH of the filtrate was measured with a pH meter. A proper amount of hydrochloric acid at pH = 8.3 ± 0.1 is set to A ml, and an appropriate amount of hydrochloric acid at pH = 4.5 ± 0.1 is set to B ml, and the lithium carbonate concentration contained in the lithium nickel composite oxide is calculated from the following formula. . In the following formula, the molecular weight of lithium carbonate is Li in each atomic weight; 6.941, C; 12, O; It calculates as 16.

탄산리튬 농도 (%) = 0.1 × (B - A)/1000 × 73.882/(20 × 60/100) × 100Lithium Carbonate Concentration (%) = 0.1 × (B-A) / 1000 × 73.882 / (20 × 60/100) × 100

수산화리튬 농도 (%) = 0.1 × (2A - B)/1000 × 23.941/(20 × 60/100) × 100Lithium hydroxide concentration (%) = 0.1 × (2A-B) / 1000 × 23.941 / (20 × 60/100) × 100

<리튬 이차 전지><Lithium secondary battery>

이어서, 리튬 이차 전지의 구성을 설명하면서, 본 발명의 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법에 의해 제조되는 리튬니켈 복합 산화물을 사용한 리튬 이차 전지용 정극 활물질을, 리튬 이차 전지의 정극 활물질로서 사용한 정극, 및 이 정극을 갖는 리튬 이차 전지에 대하여 설명한다.Next, while demonstrating the structure of a lithium secondary battery, the positive electrode which used the positive electrode active material for lithium secondary batteries using the lithium nickel composite oxide manufactured by the manufacturing method of the lithium nickel composite oxide of this invention as a positive electrode active material of a lithium secondary battery, and this A lithium secondary battery having a positive electrode will be described.

본 실시형태의 리튬 이차 전지의 일례는, 정극 및 부극, 정극과 부극 사이에 협지되는 세퍼레이터, 정극과 부극 사이에 배치되는 전해액을 갖는다.An example of the lithium secondary battery of this embodiment has a positive electrode and a negative electrode, the separator clamped between a positive electrode and a negative electrode, and the electrolyte solution arrange | positioned between a positive electrode and a negative electrode.

도 1a 및 도 1b 는, 본 실시형태의 리튬 이차 전지의 일례를 나타내는 모식도이다. 본 실시형태의 원통형의 리튬 이차 전지 (10) 는, 다음과 같이 하여 제조한다.1A and 1B are schematic diagrams showing an example of the lithium secondary battery of the present embodiment. The cylindrical lithium secondary battery 10 of this embodiment is manufactured as follows.

먼저, 도 1a 에 나타내는 바와 같이, 띠 형상을 나타내는 1 쌍의 세퍼레이터 (1), 일단에 정극 리드 (21) 를 갖는 띠 형상의 정극 (2), 및 일단에 부극 리드 (31) 를 갖는 띠 형상의 부극 (3) 을, 세퍼레이터 (1), 정극 (2), 세퍼레이터 (1), 부극 (3) 의 순으로 적층하고, 권회함으로써 전극군 (4) 으로 한다.First, as shown in FIG. 1A, a pair of separators 1 having a band shape, a band-shaped positive electrode 2 having a positive electrode lead 21 at one end, and a band shape having a negative electrode lead 31 at one end The negative electrode 3 is laminated in the order of the separator 1, the positive electrode 2, the separator 1, and the negative electrode 3, and wound to form the electrode group 4.

이어서, 도 1b 에 나타내는 바와 같이, 전지캔 (5) 에 전극군 (4) 및 도시 생략의 인슐레이터를 수용한 후, 캔 바닥을 봉지하고, 전극군 (4) 에 전해액 (6) 을 함침시켜, 정극 (2) 과 부극 (3) 사이에 전해질을 배치한다. 또한, 전지캔 (5) 의 상부를 톱 인슐레이터 (7) 및 봉구체 (8) 로 봉지함으로써, 리튬 이차 전지 (10) 를 제조할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, after the electrode group 4 and the insulator (not shown) are accommodated in the battery can 5, the bottom of the can is sealed, and the electrode group 4 is impregnated with the electrolyte solution 6. An electrolyte is disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 3. In addition, the lithium secondary battery 10 can be manufactured by sealing the upper part of the battery can 5 with the top insulator 7 and the sealing body 8.

전극군 (4) 의 형상으로는, 예를 들어, 전극군 (4) 을 권회의 축에 대하여 수직 방향으로 절단했을 때의 단면 형상이, 원, 타원, 장방형, 모서리를 둥글린 장방형이 되는 기둥상의 형상을 들 수 있다.As the shape of the electrode group 4, for example, a cross-sectional shape when the electrode group 4 is cut in the vertical direction with respect to the axis of the winding is a column having a circle, an ellipse, a rectangle, and a rounded rectangle. The shape of a phase is mentioned.

또, 이와 같은 전극군 (4) 을 갖는 리튬 이차 전지의 형상으로는, 국제 전기 표준 회의 (IEC) 가 정한 전지에 대한 규격인 IEC60086, 또는 JIS C 8500 에서 정해지는 형상을 채용할 수 있다. 예를 들어, 원통형, 각형 등의 형상을 들 수 있다.Moreover, as a shape of the lithium secondary battery which has such an electrode group 4, the shape prescribed | regulated by IEC60086 which is a standard with respect to the battery which the International Electrotechnical Commission (IEC) determined, or JIS C 8500 can be employ | adopted. For example, shapes, such as a cylinder and a square, are mentioned.

또한, 리튬 이차 전지는, 상기 권회형의 구성에 한정되지 않고, 정극, 세퍼레이터, 부극, 세퍼레이터의 적층 구조를 반복 중첩시킨 적층형의 구성이어도 된다. 적층형의 리튬 이차 전지로는, 이른바 코인형 전지, 버튼형 전지, 페이퍼형 (또는 시트형) 전지를 예시할 수 있다.In addition, a lithium secondary battery is not limited to the said winding type structure, The laminated type structure which repeatedly laminated the laminated structure of a positive electrode, a separator, a negative electrode, and a separator may be sufficient. As a laminated lithium secondary battery, what is called a coin type battery, a button type battery, and a paper type (or sheet type) battery can be illustrated.

이하, 각 구성에 대하여 순서대로 설명한다.Hereinafter, each structure is demonstrated in order.

(정극)(Positive electrode)

본 실시형태의 정극은, 먼저 정극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 정극 합제를 조제하고, 정극 합제를 정극 집전체에 담지시킴으로써 제조할 수 있다.The positive electrode of this embodiment can be manufactured by first preparing the positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a electrically conductive material, and a binder, and supporting a positive electrode mixture on a positive electrode electrical power collector.

(도전재)(Challenge)

본 실시형태의 정극이 갖는 도전재로는, 탄소 재료를 사용할 수 있다. 탄소 재료로서 흑연 분말, 카본 블랙 (예를 들어 아세틸렌 블랙), 섬유상 탄소 재료 등을 들 수 있다. 카본 블랙은, 미립이고 표면적이 크기 때문에, 소량을 정극 합제 중에 첨가함으로써 정극 내부의 도전성을 높이고, 충방전 효율 및 출력 특성을 향상시킬 수 있지만, 지나치게 많이 넣으면 바인더에 의한 정극 합제와 정극 집전체의 결착력, 및 정극 합제 내부의 결착력이 모두 저하되고, 오히려 내부 저항을 증가시키는 원인이 된다.As the conductive material of the positive electrode of the present embodiment, a carbon material can be used. Graphite powder, carbon black (for example, acetylene black), a fibrous carbon material, etc. are mentioned as a carbon material. Since carbon black is fine and has a large surface area, it is possible to increase the conductivity inside the positive electrode and improve the charge / discharge efficiency and the output characteristics by adding a small amount to the positive electrode mixture.However, when the carbon black is added too much, the positive electrode mixture by the binder and the positive electrode current collector Both the binding force and the binding force inside the positive electrode mixture are lowered, which causes the internal resistance to increase.

정극 합제 중의 도전재의 비율은, 정극 활물질 100 질량부에 대하여 5 질량부 이상 20 질량부 이하이면 바람직하다. 도전재로서 흑연화 탄소 섬유, 카본 나노 튜브 등의 섬유상 탄소 재료를 사용하는 경우에는, 이 비율을 낮추는 것도 가능하다.It is preferable that the ratio of the electrically conductive material in positive mix is 5 mass parts or more and 20 mass parts or less with respect to 100 mass parts of positive electrode active materials. When using fibrous carbon materials, such as graphitized carbon fiber and a carbon nanotube, as a electrically conductive material, this ratio can also be reduced.

(바인더)(bookbinder)

본 실시형태의 정극이 갖는 바인더로는, 열가소성 수지를 사용할 수 있다.Thermoplastic resin can be used as a binder which the positive electrode of this embodiment has.

이 열가소성 수지로는, 폴리불화비닐리덴 (이하, PVdF 라고 하는 경우가 있다.), 폴리테트라플루오로에틸렌 (이하, PTFE 라고 하는 경우가 있다.), 사불화에틸렌·육불화프로필렌·불화비닐리덴계 공중합체, 육불화프로필렌·불화비닐리덴계 공중합체, 사불화에틸렌·퍼플루오로비닐에테르계 공중합체 등의 불소 수지 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지를 들 수 있다.Examples of the thermoplastic resin include polyvinylidene fluoride (hereinafter sometimes referred to as PVdF), polytetrafluoroethylene (hereinafter may be referred to as PTFE), ethylene tetrafluoride, propylene hexafluoropropylene, and vinylidene fluoride. Fluorine resins such as a den copolymer, a hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copolymer, and an ethylene tetrafluoride-perfluorovinyl ether copolymer; Polyolefin resin, such as polyethylene and a polypropylene, is mentioned.

이들 열가소성 수지는, 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 바인더로서 불소 수지 및 폴리올레핀 수지를 사용하고, 정극 합제 전체에 대한 불소 수지의 비율을 1 질량% 이상 10 질량% 이하, 폴리올레핀 수지의 비율을 0.1 질량% 이상 2 질량% 이하로 함으로써, 정극 집전체와의 밀착력 및 정극 합제 내부의 결합력이 모두 높은 정극 합제를 얻을 수 있다.You may use these thermoplastic resins in mixture of 2 or more types. By using a fluorine resin and a polyolefin resin as a binder, the ratio of the fluorine resin to the whole positive electrode mixture is 1 mass% or more and 10 mass% or less, and the ratio of the polyolefin resin is 0.1 mass% or more and 2 mass% or less, It is possible to obtain a positive electrode mixture having both a high adhesive force and a high internal binding force.

(정극 집전체)(Positive electrode collector)

본 실시형태의 정극이 갖는 정극 집전체로는, Al, Ni, 스테인리스 등의 금속 재료를 형성 재료로 하는 띠 형상의 부재를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 가공하기 쉽고, 저렴하다는 점에서 Al 을 형성 재료로 하고, 박막상으로 가공한 것이 바람직하다.As a positive electrode electrical power collector which the positive electrode of this embodiment has, the strip | belt-shaped member which uses metal materials, such as Al, Ni, stainless steel as a forming material, can be used. Especially, it is preferable to make Al into a forming material and to process into a thin film form from the point which is easy to process and inexpensive.

정극 집전체에 정극 합제를 담지시키는 방법으로는, 정극 합제를 정극 집전체 상에서 가압 성형하는 방법을 들 수 있다. 또, 유기 용매를 사용하여 정극 합제를 페이스트화하고, 얻어지는 정극 합제의 페이스트를 정극 집전체의 적어도 일면측에 도포하고 건조시키고, 프레스하고 고착시킴으로써, 정극 집전체에 정극 합제를 담지시켜도 된다.As a method of carrying a positive electrode mixture on a positive electrode electrical power collector, the method of press-molding a positive electrode mixture on a positive electrode electrical power collector is mentioned. In addition, the cathode mixture may be pasted using an organic solvent, and the paste of the cathode mixture obtained may be applied to at least one surface side of the cathode current collector, dried, pressed and fixed to support the cathode mixture on the cathode current collector.

정극 합제를 페이스트화하는 경우, 사용할 수 있는 유기 용매로는, N,N-디메틸아미노프로필아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민계 용매 ; 테트라하이드로푸란 등의 에테르계 용매 ; 메틸에틸케톤 등의 케톤계 용매 ; 아세트산메틸 등의 에스테르계 용매 ; 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 (이하, NMP 라고 하는 경우가 있다.) 등의 아미드계 용매를 들 수 있다.When pasteurizing a positive mix, as an organic solvent which can be used, Amine solvents, such as N, N- dimethylaminopropylamine and diethylene triamine; Ether solvents such as tetrahydrofuran; Ketone solvents such as methyl ethyl ketone; Ester solvents such as methyl acetate; Amide solvents such as dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter may be referred to as NMP).

정극 합제의 페이스트를 정극 집전체에 도포하는 방법으로는, 예를 들어, 슬릿 다이 도공법, 스크린 도공법, 커튼 도공법, 나이프 도공법, 그라비아 도공법 및 정전 스프레이법을 들 수 있다.As a method of apply | coating the paste of positive mix to a positive electrode electrical power collector, the slit die coating method, the screen coating method, the curtain coating method, the knife coating method, the gravure coating method, and an electrostatic spray method are mentioned, for example.

이상에 거론된 방법에 의해, 정극을 제조할 수 있다.By the method mentioned above, a positive electrode can be manufactured.

(부극)(Negative)

본 실시형태의 리튬 이차 전지가 갖는 부극은, 정극보다 낮은 전위로 리튬 이온의 도프 또한 탈도프가 가능하면 되고, 부극 활물질을 포함하는 부극 합제가 부극 집전체에 담지되어 이루어지는 전극, 및 부극 활물질 단독으로 이루어지는 전극을 들 수 있다.The negative electrode of the lithium secondary battery of this embodiment should be able to dope and dedope lithium ion at a potential lower than a positive electrode, and the electrode by which the negative electrode mixture containing a negative electrode active material is carried by the negative electrode electrical power collector, and a negative electrode active material alone The electrode which consists of these is mentioned.

(부극 활물질)(Negative Electrode Active Material)

부극이 갖는 부극 활물질로는, 탄소 재료, 칼코겐 화합물 (산화물, 황화물 등), 질화물, 금속 또는 합금으로, 정극보다 낮은 전위로 리튬 이온의 도프 또한 탈도프가 가능한 재료를 들 수 있다.As a negative electrode active material which a negative electrode has, a carbon material, a chalcogen compound (oxide, a sulfide, etc.), a nitride, a metal, or an alloy can mention the material which can dope and dedope lithium ion at a potential lower than a positive electrode.

부극 활물질로서 사용 가능한 탄소 재료로는, 천연 흑연, 인조 흑연 등의 흑연, 코크스류, 카본 블랙, 열분해 탄소류, 탄소 섬유 및 유기 고분자 화합물 소성체를 들 수 있다.As a carbon material which can be used as a negative electrode active material, graphite, such as natural graphite and artificial graphite, coke, carbon black, pyrolytic carbon, carbon fiber, and an organic high molecular compound sintered compact are mentioned.

부극 활물질로서 사용 가능한 산화물로는, SiO2, SiO 등 식 SiOx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 규소의 산화물 ; TiO2, TiO 등 식 TiOx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 티탄의 산화물 ; V2O5, VO2 등 식 VOx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 바나듐의 산화물 ; Fe3O4, Fe2O3, FeO 등 식 FeOx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 철의 산화물 ; SnO2, SnO 등 식 SnOx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 주석의 산화물 ; WO3, WO2 등 일반식 WOx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 텅스텐의 산화물 ; Li4Ti5O12, LiVO2 등의 리튬과 티탄 또는 바나듐을 함유하는 금속 복합 산화물을 들 수 있다.Oxides usable as the negative electrode active material, SiO 2, SiO x such as SiO formula of silicon oxide represented by (wherein, x is a positive real number); Oxides of titanium represented by the formula TiO x (here, x is a positive real number) such as TiO 2 and TiO; Oxide of vanadium represented by the formula VO x (here, x is a positive real number) such as V 2 O 5 and VO 2 ; Oxides of iron represented by the formula FeO x (where x is a positive real number) such as Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , and FeO; An oxide of tin represented by the formula SnO x (here, x is a positive real number) such as SnO 2 and SnO; Oxides of tungsten represented by the general formula WO x (where x is a positive real number) such as WO 3 and WO 2 ; And metal composite oxides containing lithium, such as Li 4 Ti 5 O 12 and LiVO 2 , and titanium or vanadium.

부극 활물질로서 사용 가능한 황화물로는, Ti2S3, TiS2, TiS 등 식 TiSx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 티탄의 황화물 ; V3S4, VS2, VS 등 식 VSx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 바나듐의 황화물 ; Fe3S4, FeS2, FeS 등 식 FeSx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 철의 황화물 ; Mo2S3, MoS2 등 식 MoSx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 몰리브덴의 황화물 ; SnS2, SnS 등 식 SnSx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 주석의 황화물 ; WS2 등 식 WSx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 텅스텐의 황화물 ; Sb2S3 등 식 SbSx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 안티몬의 황화물 ; Se5S3, SeS2, SeS 등 식 SeSx (여기서, x 는 양의 실수) 로 나타내는 셀렌의 황화물을 들 수 있다.As a sulfide which can be used as a negative electrode active material, sulfides of titanium represented by a formula TiS x (where x is a positive real number) such as Ti 2 S 3 , TiS 2 , TiS; Sulfides of vanadium represented by the formula VS x (where x is a positive real number) such as V 3 S 4 , VS 2 and VS; Sulfides of iron represented by the formula FeS x (where x is a positive real number) such as Fe 3 S 4 , FeS 2 , and FeS; Sulfides of molybdenum represented by the formula MoS x (where x is a positive real number) such as Mo 2 S 3 and MoS 2 ; Sulfides of tin represented by the formula SnS x (here, x is a positive real number) such as SnS 2 and SnS; Sulfides of tungsten represented by the formula WS x (where x is a positive real number) such as WS 2 ; Sulfide of antimony represented by the formula SbS x (where x is a positive real number) such as Sb 2 S 3 ; And sulfides of selenium represented by the formula SeS x (here, x is a positive real number) such as Se 5 S 3 , SeS 2 , and SeS.

부극 활물질로서 사용 가능한 질화물로는, Li3N, Li3-xAxN (여기서, A 는 Ni 및 Co 중 어느 일방 또는 양방이고, 0 < x < 3 이다.) 등의 리튬 함유 질화물을 들 수 있다.Nitride as usable as the negative electrode active material, Li 3 N, Li 3- x A x N ( wherein, A is any one or both of Ni and Co, 0 a <x <3.) Include lithium-containing nitrides such as Can be.

이들 탄소 재료, 산화물, 황화물, 질화물은, 1 종만 사용해도 되고 2 종 이상을 병용하여 사용해도 된다. 또, 이들 탄소 재료, 산화물, 황화물, 질화물은, 결정질 또는 비정질의 어느 것이어도 된다.1 type of these carbon materials, oxides, sulfides, and nitrides may be used, or may be used in combination of 2 or more type. In addition, these carbon materials, oxides, sulfides, and nitrides may be either crystalline or amorphous.

또, 부극 활물질로서 사용 가능한 금속으로는, 리튬 금속, 실리콘 금속 및 주석 금속 등을 들 수 있다.Moreover, lithium metal, a silicon metal, a tin metal, etc. are mentioned as a metal which can be used as a negative electrode active material.

부극 활물질로서 사용 가능한 합금으로는, Li-Al, Li-Ni, Li-Si, Li-Sn, Li-Sn-Ni 등의 리튬 합금 ; Si-Zn 등의 실리콘 합금 ; Sn-Mn, Sn-Co, Sn-Ni, Sn-Cu, Sn-La 등의 주석 합금 ; Cu2Sb, La3Ni2Sn7 등의 합금을 들 수도 있다.As an alloy which can be used as a negative electrode active material, Li alloy, such as Li-Al, Li-Ni, Li-Si, Li-Sn, Li-Sn-Ni; Silicon alloys such as Si-Zn; Tin alloys such as Sn-Mn, Sn-Co, Sn-Ni, Sn-Cu, Sn-La; It may also include alloys such as Cu 2 Sb, La 3 Ni 2 Sn 7.

이들 금속이나 합금은, 예를 들어 박상 (箔狀) 으로 가공된 후, 주로 단독으로 전극으로서 사용된다.These metals and alloys are mainly used alone as electrodes after being processed into thin films, for example.

상기 부극 활물질 중에서는, 충전시에 미충전 상태로부터 만충전 상태에 걸쳐 부극의 전위가 거의 변화하지 않고 (전위 평탄성이 좋은), 평균 방전 전위가 낮은, 반복 충방전시켰을 때의 용량 유지율이 높은 (사이클 특성이 좋은) 등의 이유로부터, 천연 흑연, 인조 흑연 등의 흑연을 주성분으로 하는 탄소 재료가 바람직하게 사용된다. 탄소 재료의 형상으로는, 예를 들어 천연 흑연과 같은 박편상, 메소카본 마이크로비즈와 같은 구상, 흑연화 탄소 섬유와 같은 섬유상, 또는 미분말의 응집체 등의 어느 것이어도 된다.In the negative electrode active material, the potential of the negative electrode hardly changes from the uncharged state to the fully charged state at the time of charging (good dislocation flatness), and the capacity retention rate at the time of repeated charge / discharge with low average discharge potential ( The carbon material which has graphite as a main component, such as natural graphite and artificial graphite, is used preferably for such reasons. The shape of the carbon material may be, for example, flaky like natural graphite, spherical like mesocarbon microbeads, fibrous like graphitized carbon fibers, or aggregates of fine powder.

상기 부극 합제는, 필요에 따라, 바인더를 함유해도 된다. 바인더로는, 열가소성 수지를 들 수 있고, 구체적으로는, PVdF, 열가소성 폴리이미드, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 들 수 있다.The said negative electrode mixture may contain a binder as needed. Examples of the binder include thermoplastic resins, and specific examples include PVdF, thermoplastic polyimide, carboxymethyl cellulose, polyethylene, and polypropylene.

(부극 집전체)(Negative current collector)

부극이 갖는 부극 집전체로는, Cu, Ni, 스테인리스 등의 금속 재료를 형성 재료로 하는 띠 형상의 부재를 들 수 있다. 그 중에서도, 리튬과 합금을 만들기 어렵고, 가공하기 쉽다는 점에서, Cu 를 형성 재료로 하고, 박막상으로 가공한 것이 바람직하다.As a negative electrode electrical power collector which a negative electrode has, the strip | belt-shaped member which uses metal materials, such as Cu, Ni, stainless steel, as a forming material, is mentioned. Especially, since it is difficult to make an alloy with lithium and it is easy to process, it is preferable to use Cu as a forming material and to process into thin film form.

이와 같은 부극 집전체에 부극 합제를 담지시키는 방법으로는, 정극의 경우와 마찬가지로, 가압 성형에 의한 방법, 용매 등을 사용하여 페이스트화하고 부극 집전체 상에 도포, 건조 후 프레스하고 압착하는 방법을 들 수 있다.As a method of supporting the negative electrode mixture on such a negative electrode current collector, as in the case of the positive electrode, a method of forming a paste using a method by pressure molding, a solvent, or the like, coating on a negative electrode current collector, pressing after drying and pressing Can be mentioned.

(세퍼레이터)(Separator)

본 실시형태의 리튬 이차 전지가 갖는 세퍼레이터로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 불소 수지, 함질소 방향족 중합체 등의 재질로 이루어지는, 다공질막, 부직포, 직포 등의 형태를 갖는 재료를 사용할 수 있다. 또, 이들 재질을 2 종 이상 사용하여 세퍼레이터를 형성해도 되고, 이들 재료를 적층하여 세퍼레이터를 형성해도 된다.As a separator which the lithium secondary battery of this embodiment has, for example, it has a form of a porous membrane, a nonwoven fabric, a woven fabric, etc. which consist of materials, such as polyolefin resin, such as polyethylene and a polypropylene, a fluororesin, and a nitrogen-containing aromatic polymer. Material can be used. Moreover, you may form a separator using these materials 2 or more types, and you may laminate | stack these materials and form a separator.

본 실시형태에 있어서, 세퍼레이터는, 전지 사용시 (충방전시) 에 전해질을 양호하게 투과시키기 위해, JIS P 8117 에서 정해지는 걸리법에 의한 투기 저항도가, 50 초/100 cc 이상, 300 초/100 cc 이하인 것이 바람직하고, 50 초/100 cc 이상, 200 초/100 cc 이하인 것이 보다 바람직하다.In the present embodiment, the separator has a permeation resistance of 50 seconds / 100 cc or more, 300 seconds /, in accordance with the Gurley method defined in JIS P 8117, in order to allow the electrolyte to permeate well during battery use (at charge and discharge). It is preferable that it is 100 cc or less, and it is more preferable that it is 50 second / 100 cc or more and 200 second / 100 cc or less.

또, 세퍼레이터의 공공률은, 세퍼레이터의 체적에 대하여 바람직하게는 30 체적% 이상 80 체적% 이하, 보다 바람직하게는 40 체적% 이상 70 체적% 이하이다. 세퍼레이터는 공공률이 상이한 세퍼레이터를 적층한 것이어도 된다.Moreover, the porosity of a separator becomes like this. Preferably it is 30 volume% or more and 80 volume% or less with respect to the volume of a separator, More preferably, it is 40 volume% or more and 70 volume% or less. The separator may be a laminate of separators having different porosities.

(전해액)(Electrolyte amount)

본 실시형태의 리튬 이차 전지가 갖는 전해액은, 전해질 및 유기 용매를 함유한다.The electrolyte solution which the lithium secondary battery of this embodiment has contains an electrolyte and an organic solvent.

전해액에 포함되는 전해질로는, LiClO4, LiPF6, LiAsF6, LiSbF6, LiBF4, LiCF3SO3, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiN(SO2CF3)(COCF3), Li(C4F9SO3), LiC(SO2CF3)3, Li2B10Cl10, LiBOB (여기서, BOB 는, bis(oxalato)borate 이다.), LiFSI (여기서, FSI 는 bis(fluorosulfonyl)imide 이다), 저급 지방족 카르복실산리튬염, LiAlCl4 등의 리튬 화합물을 들 수 있고, 이들의 2 종 이상의 혼합물을 사용해도 된다. 그 중에서도 전해질로는, 불소를 포함하는 LiPF6, LiAsF6, LiSbF6, LiBF4, LiCF3SO3, LiN(SO2CF3)2 및 LiC(SO2CF3)3 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.Examples of the electrolyte included in the electrolyte include LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN ( SO 2 CF 3 ) (COCF 3 ), Li (C 4 F 9 SO 3 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , Li 2 B 10 Cl 10 , LiBOB (where BOB is bis (oxalato) borate. ), LiFSI (where FSI is bis (fluorosulfonyl) imide), lower aliphatic lithium carboxylate salt, LiAlCl 4 and the like, and lithium compounds such as these may be used. Among them, the electrolyte is selected from the group consisting of fluorine-containing LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 and LiC (SO 2 CF 3 ) 3 . It is preferable to use what contains at least 1 type.

또한 상기 전해액에 포함되는 유기 용매로는, 예를 들어 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 4-트리플루오로메틸-1,3-디옥솔란-2-온, 1,2-디(메톡시카르보닐옥시)에탄 등의 카보네이트류 ; 1,2-디메톡시에탄, 1,3-디메톡시프로판, 펜타플루오로프로필메틸에테르, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필디플루오로메틸에테르, 테트라하이드로푸란, 2-메틸테트라하이드로푸란 등의 에테르류 ; 포름산메틸, 아세트산메틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르류 ; 아세토니트릴, 부티로니트릴 등의 니트릴류 ; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류 ; 3-메틸-2-옥사졸리돈 등의 카르바메이트류 ; 술포란, 디메틸술폭시드, 1,3-프로판술톤 등의 함황 화합물, 또는 이들 유기 용매에 추가로 플루오로기를 도입한 것 (유기 용매가 갖는 수소 원자 중 1 이상을 불소 원자로 치환한 것) 을 사용할 수 있다.Moreover, as an organic solvent contained in the said electrolyte solution, For example, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, 4-trifluoromethyl- 1, 3- dioxolan-2-one, 1 Carbonates, such as a 2-di (methoxycarbonyloxy) ethane; 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, pentafluoropropylmethylether, 2,2,3,3-tetrafluoropropyldifluoromethylether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydro Ethers such as furan; Esters such as methyl formate, methyl acetate and γ-butyrolactone; Nitriles such as acetonitrile and butyronitrile; Amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; Carbamates such as 3-methyl-2-oxazolidone; Sulfur-containing compounds such as sulfolane, dimethyl sulfoxide, 1,3-propanesultone, or those in which fluoro groups are further introduced into these organic solvents (substitute one or more of the hydrogen atoms of the organic solvent with fluorine atoms) can be used. Can be.

유기 용매로는, 이들 중의 2 종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 그 중에서도 카보네이트류를 포함하는 혼합 용매가 바람직하고, 고리형 카보네이트와 비고리형 카보네이트의 혼합 용매 및 고리형 카보네이트와 에테르류의 혼합 용매가 더욱 바람직하다. 고리형 카보네이트와 비고리형 카보네이트의 혼합 용매로는, 에틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트 및 에틸메틸카보네이트를 포함하는 혼합 용매가 바람직하다. 이와 같은 혼합 용매를 사용한 전해액은, 동작 온도 범위가 넓고, 높은 전류 레이트에 있어서의 충방전을 실시해도 열화되기 어렵고, 장시간 사용해도 열화되기 어려우며, 또한 부극의 활물질로서 천연 흑연, 인조 흑연 등의 흑연 재료를 사용한 경우에도 난분해성이라는 많은 특장을 갖는다.As an organic solvent, it is preferable to mix and use 2 or more types of these. Especially, the mixed solvent containing carbonates is preferable, The mixed solvent of cyclic carbonate and acyclic carbonate, and the mixed solvent of cyclic carbonate and ether are more preferable. As a mixed solvent of a cyclic carbonate and an acyclic carbonate, the mixed solvent containing ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate is preferable. The electrolytic solution using such a mixed solvent has a wide operating temperature range, hardly deteriorates even when charging and discharging at a high current rate, hardly deteriorates even after long use, and graphite such as natural graphite and artificial graphite as an active material of a negative electrode. Even when the material is used, it has many features of being hardly decomposable.

또, 전해액으로는, 얻어지는 리튬 이차 전지의 안전성이 높아지기 때문에, LiPF6 등의 불소를 포함하는 리튬 화합물 및 불소 치환기를 갖는 유기 용매를 포함하는 전해액을 사용하는 것이 바람직하다. 펜타플루오로프로필메틸에테르, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필디플루오로메틸에테르 등의 불소 치환기를 갖는 에테르류와 디메틸카보네이트를 포함하는 혼합 용매는, 높은 전류 레이트에 있어서의 충방전을 실시해도 용량 유지율이 높기 때문에, 더욱 바람직하다.The electrolyte is, due to high safety of the lithium secondary battery is obtained, it is preferable to use an electrolytic solution comprising an organic solvent having a lithium compound and a fluorine substituent containing fluorine such as LiPF 6. A mixed solvent containing ethers having a fluorine substituent, such as pentafluoropropylmethyl ether, 2,2,3,3-tetrafluoropropyldifluoromethyl ether and dimethyl carbonate, is charged and discharged at a high current rate. Even if it carries out, since a capacity retention is high, it is more preferable.

상기의 전해액 대신에 고체 전해질을 사용해도 된다. 고체 전해질로는, 예를 들어 폴리에틸렌옥사이드계의 고분자 화합물, 폴리오르가노실록산 사슬 또는 폴리옥시알킬렌 사슬의 적어도 1 종 이상을 포함하는 고분자 화합물 등의 유기계 고분자 전해질을 사용할 수 있다. 또, 고분자 화합물에 비수 전해액을 유지시킨, 이른바 겔 타입의 것을 사용할 수도 있다. 또한 Li2S-SiS2, Li2S-GeS2, Li2S-P2S5, Li2S-B2S3, Li2S-SiS2-Li3PO4, Li2S-SiS2-Li2SO4, Li2S-GeS2-P2S5 등의 황화물을 포함하는 무기계 고체 전해질을 들 수 있고, 이들의 2 종 이상의 혼합물을 사용해도 된다. 이들 고체 전해질을 사용함으로써, 리튬 이차 전지의 안전성을 보다 높일 수 있는 경우가 있다.You may use a solid electrolyte instead of said electrolyte solution. As a solid electrolyte, organic type polymer electrolytes, such as a high molecular compound containing at least 1 sort (s) of a polyethylene oxide type high molecular compound, a polyorganosiloxane chain, or a polyoxyalkylene chain, can be used, for example. Moreover, what is called a gel type thing which hold | maintained the nonaqueous electrolyte solution to a high molecular compound can also be used. In addition, Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-GeS 2 , Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 SB 2 S 3 , Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4 , Li 2 S-SiS 2 -Li 2 And inorganic solid electrolytes containing sulfides such as SO 4 and Li 2 S-GeS 2 -P 2 S 5 , and mixtures of two or more thereof may be used. By using these solid electrolytes, the safety of a lithium secondary battery may be improved more.

또, 본 실시형태의 리튬 이차 전지에 있어서, 고체 전해질을 사용하는 경우에는, 고체 전해질이 세퍼레이터의 역할을 수행하는 경우도 있고, 그 경우에는, 세퍼레이터를 필요로 하지 않는 경우도 있다.Moreover, in the lithium secondary battery of this embodiment, when using a solid electrolyte, a solid electrolyte may play the role of a separator, and in that case, a separator may not be needed.

이상과 같은 구성의 정극 활물질은, 상기 서술한 본 실시형태의 리튬 금속 복합 산화물을 사용하고 있기 때문에, 정극 활물질을 사용한 리튬 이차 전지의 수명을 연장시킬 수 있다.Since the lithium metal composite oxide of this embodiment mentioned above uses the positive electrode active material of the above structures, the life of the lithium secondary battery using a positive electrode active material can be extended.

또, 이상과 같은 구성의 정극은, 상기 서술한 본 실시형태의 리튬 이차 전지용 정극 활물질을 갖기 때문에, 리튬 이차 전지의 수명을 연장시킬 수 있다.Moreover, since the positive electrode of the above structure has the positive electrode active material for lithium secondary batteries of this embodiment mentioned above, the lifetime of a lithium secondary battery can be extended.

또한, 이상과 같은 구성의 리튬 이차 전지는, 상기 서술한 정극을 갖기 때문에, 종래보다 수명이 긴 리튬 이차 전지가 된다.Moreover, since the lithium secondary battery of the above structure has the positive electrode mentioned above, it becomes a lithium secondary battery with a long life compared with the former.

실시예EXAMPLE

다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

본 실시예에 있어서는, 리튬 이차 전지용 정극 활물질의 평가, 리튬 이차 전지용 정극 및 리튬 이차 전지의 제작 평가를, 다음과 같이 하여 실시하였다.In the present Example, evaluation of the positive electrode active material for lithium secondary batteries, the production evaluation of the positive electrode for lithium secondary batteries, and the lithium secondary battery was performed as follows.

(1) 리튬 이차 전지용 정극 활물질의 평가(1) Evaluation of Positive Electrode Active Material for Lithium Secondary Battery

1 리튬니켈 복합 산화물의 조성 분석, 리튬니켈 복합 산화물에 존재하는 잔류 황산근과 잔류 황산리튬의 측정1 Composition Analysis of Lithium Nickel Composite Oxide, Determination of Residual Sulfate and Residual Lithium Sulfate in Li-nickel Composite Oxide

후술하는 방법으로 제조되는 리튬니켈 복합 산화물의 조성 분석과 리튬니켈 복합 산화물에 존재하는 잔류 황산근과 잔류 황산리튬의 측정은, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물의 분말을 염산에 용해시킨 후, 유도 결합 플라즈마 발광 분석 장치 (에스아이아이·나노테크놀로지 주식회사 제조, SPS3000) 를 사용하여 실시하였다.The composition analysis of the lithium nickel composite oxide produced by the method described below and the measurement of the residual sulfate and residual lithium sulfate present in the lithium nickel composite oxide were performed by inductively coupled plasma emission after dissolving the powder of the lithium nickel composite oxide obtained in hydrochloric acid. It carried out using the analyzer (SPS3000 by SAI Nano Technology Co., Ltd.).

2 리튬니켈 복합 산화물에 존재하는 금속 원소의 측정2 Determination of Metal Elements in Lithium Nickel Composite Oxides

유도 결합 플라즈마 발광 분석 장치 (에스아이아이·나노테크놀로지 주식회사 제조, SPS3000) 를 사용하여, 유도 결합 플라즈마 발광 분석법에 의해 분석하였다.The inductively coupled plasma luminescence analysis device (SPS3000, manufactured by SAI Nano Technology Co., Ltd.) was used to analyze by inductively coupled plasma luminescence analysis.

(2) 리튬 이차 전지용 정극의 제작(2) Production of positive electrode for lithium secondary battery

후술하는 제조 방법으로 얻어지는 리튬 이차 전지용 정극 활물질과 도전재 (아세틸렌 블랙) 와 바인더 (PVdF) 를, 리튬 이차 전지용 정극 활물질 : 도전재 : 바인더 = 92 : 5 : 3 (질량비) 의 조성이 되도록 첨가하고 혼련함으로써, 페이스트상의 정극 합제를 조제하였다. 정극 합제의 조제시에는, N-메틸-2-피롤리돈을 유기 용매로서 사용하였다.The positive electrode active material for a lithium secondary battery, the electrically conductive material (acetylene black), and the binder (PVdF) obtained by the manufacturing method mentioned later are added so that it may become a composition of the positive electrode active material for a lithium secondary battery: conductive material: binder = 92: 5: 3 (mass ratio), and By kneading, a paste-like positive electrode mixture was prepared. In preparing the positive mix, N-methyl-2-pyrrolidone was used as an organic solvent.

얻어진 정극 합제를, 집전체가 되는 두께 15 ㎛ 의 Al 박에 도포하고 60 ℃ 에서 3 시간 진공 건조를 실시하여, 리튬 이차 전지용 정극을 얻었다. 이 리튬 이차 전지용 정극의 전극 면적은 1.65 ㎠ 로 하였다.The obtained positive electrode mixture was applied to an Al foil having a thickness of 15 μm to be a current collector, and vacuum dried at 60 ° C. for 3 hours to obtain a positive electrode for a lithium secondary battery. The electrode area of this positive electrode for lithium secondary batteries was 1.65 cm <2>.

(3) 리튬 이차 전지 (코인형 하프셀) 의 제작(3) Preparation of a lithium secondary battery (coin type half cell)

이하의 조작을, 건조 공기 분위기의 글로브 박스 내에서 실시하였다.The following operation was performed in the glove box of dry air atmosphere.

「(2) 리튬 이차 전지용 정극의 제작」에서 제작한 리튬 이차 전지용 정극을, 코인형 전지 R2032 용의 파츠 (호센 주식회사 제조) 의 밑덮개에 알루미늄박면을 아래로 향하게 하여 놓고, 그 위에 적층 필름 세퍼레이터 (폴리에틸렌제 다공질 필름 상에, 내열 다공층을 적층 (두께 16 ㎛)) 를 놓았다. 여기에 전해액을 300 ㎕ 주입하였다. 전해액은, 에틸렌카보네이트 (이하, EC 라고 하는 경우가 있다.) 와 디메틸카보네이트 (이하, DMC 라고 하는 경우가 있다.) 와 에틸메틸카보네이트 (이하, EMC 라고 하는 경우가 있다.) 의 30 : 35 : 35 (체적비) 혼합액에, LiPF6 을 1.0 mol/ℓ 가 되도록 용해시킨 것 (이하, LiPF6/EC + DMC + EMC 로 나타내는 경우가 있다.) 을 사용하였다.The positive electrode for lithium secondary batteries produced in "(2) Production of positive electrode for lithium secondary batteries" was placed on the underside of the parts (manufactured by Hosen Corporation) for coin-type battery R2032 with the aluminum foil face downward, and the laminated film separator thereon. (The porous heat-resistant porous layer was laminated (thickness 16 micrometers) on the polyethylene porous film). 300 µl of the electrolyte was injected therein. The electrolyte is ethylene carbonate (hereinafter sometimes referred to as EC), dimethyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as DMC), and ethyl methyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as EMC). 35 (volume ratio) mixed solution, (may be shown as follows, LiPF 6 / EC + DMC + EMC.) the LiPF 6 was dissolved to be a 1.0 mol / ℓ was used.

다음으로, 부극으로서 금속 리튬을 사용하고, 상기 부극을 적층 필름 세퍼레이터의 상측에 놓고, 개스킷을 개재하여 윗덮개를 덮고, 코킹기로 코킹하여 리튬 이차 전지 (코인형 하프셀 R2032. 이하, 「하프셀」이라고 하는 경우가 있다.) 를 제작하였다.Next, metal lithium is used as the negative electrode, the negative electrode is placed on the upper side of the laminated film separator, the top cover is covered via a gasket, and the coking is caulked with a lithium secondary battery (coin-type half cell R2032. May be referred to as.

(4) 방전 용량(4) discharge capacity

「(3) 리튬 이차 전지 (코인형 하프셀) 의 제작」에서 제작한 하프셀을 사용하여, 이하에 나타내는 조건에서 충방전 시험을 실시하였다.The charge / discharge test was performed on the conditions shown below using the half cell produced by "(3) manufacture of a lithium secondary battery (coin type half cell)."

<방전 시험><Discharge test>

<리튬 이차 전지 (코인형 하프셀) 의 제작> 에서 제작한 하프셀을 사용하여, 이하에 나타내는 조건에서 방전 레이트 시험을 실시하였다. 방전 레이트 시험에 있어서의, 3 CA 방전 용량 유지율을 각각 이하와 같이 하여 구하였다.<The production of a lithium secondary battery (coin type half cell)> The discharge rate test was done on the conditions shown below using the half cell produced by. The 3 CA discharge capacity retention rate in the discharge rate test was calculated as follows.

<방전 레이트 시험><Discharge rate test>

시험 온도 25 ℃Test temperature 25 ℃

충전 최대 전압 4.45 V, 충전 시간 8 시간, 충전 전류 0.2 CA 정전류 정전압 충전Maximum charging voltage 4.45 V, charging time 8 hours, charging current 0.2 CA constant current constant voltage charging

방전 최소 전압 2.5 V, 정전류 방전Discharge voltage 2.5 V, constant current discharge

0.2 CA 로 정전류 방전시켰을 때의 방전 용량과, 3 CA 로 방전시켰을 때의 방전 용량을 구함으로써, 이하의 식으로 구해지는 3 CA 방전 용량 유지율을 구하였다. 3 CA 방전 용량 유지율이 높으면 높을수록, 고출력을 나타내는 것을 의미한다.By calculating the discharge capacity when the constant current was discharged at 0.2 CA and the discharge capacity when the battery was discharged at 3 CA, the 3 CA discharge capacity retention rate obtained by the following equation was obtained. The higher the 3 CA discharge capacity retention rate, the higher the output power.

<3 CA 방전 용량 유지율><3CA discharge capacity retention rate>

3 CA 방전 용량 유지율 (%)3 CA discharge capacity retention rate (%)

= (3 CA 에 있어서의 방전 용량/0.2 CA 에 있어서의 방전 용량) × 100= (Discharge capacity in 3 CA / discharge capacity in 0.2 CA) × 100

(실시예 1)(Example 1)

[혼합 공정][Mixing process]

1. 리튬니켈 복합 산화물 1 의 제조1. Preparation of lithium nickel composite oxide 1

니켈 함유 금속 복합 화합물로서, 미립자상의 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 1 (Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH)2) 을 연속식 공침전법에 의해 제작하였다. 얻어진 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 1 을, 전기로를 사용하여, 건조 공기 분위기하, 승온 속도 100 ℃/시간으로 650 ℃ 까지 승온하고, 650 ℃ 에서 5 시간 유지하였다. 그 후, 실온까지 방랭하여, 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 1 을 얻었다.As the nickel-containing metal composite compound, fine nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 1 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was produced by a continuous coprecipitation method. The obtained nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 1 was heated up to 650 degreeC at the temperature increase rate of 100 degreeC / hour in dry air atmosphere using the electric furnace, and was kept at 650 degreeC for 5 hours. Then, it cooled to room temperature and obtained nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 1.

니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 1 과, 수산화리튬 분말을, Li/(Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 (몰비) 이 되도록 칭량하여 혼합하였다.The nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 1 and the lithium hydroxide powder were weighed and mixed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 (molar ratio).

[소성 공정][Firing process]

그 후, 산소 분위기하 760 ℃ 에서 5 시간 소성하여, 소성물 1 을 얻었다.Then, it baked at 760 degreeC for 5 hours in oxygen atmosphere, and obtained the fired material 1.

[후처리 공정][Post-processing process]

그 후, 하기, 세정 공정, 건조 공정, 피복 공정을 갖는 후처리 공정을 실시하였다.Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a coating process was implemented.

·세정 공정Cleaning process

소성물 1 을, 소성물 1 의 질량에 대하여 11 질량배의 물로 세정하였다.The calcined material 1 was washed with 11 mass times water with respect to the mass of the calcined material 1.

·건조 공정Drying process

그 후, 소성물 1 을 150 ℃ 에서 12 시간 건조시켜, 세정 건조분 (粉) 1 을 얻었다.Then, the baked 1 was dried at 150 degreeC for 12 hours, and the washing | cleaning dry powder 1 was obtained.

·피복 공정· Coating process

세정 건조분 1 과, 산화알루미늄 (니혼 아에로질 주식회사 제조 알루미나 C, 평균 일차 입자경 13 ㎚) 을 혼합기로 건식 혼합하여, 혼합 분말을 얻었다. 이 때, 세정 건조분 1 의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 총함유량 1 mol 에 대하여, 산화알루미늄의 Al 은 0.015 mol 이었다. 즉, 세정 건조분 1 에 있어서의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 원자비의 합에 대한 산화알루미늄의 Al 의 원자비의 비율은, 1.5 몰% 였다. 얻어진 분말을, 산소 분위기하에서 760 ℃ 에서 10 시간의 소성을 실시하여, 리튬니켈 복합 산화물 1 을 얻었다.The dry cleaning powder 1 and aluminum oxide (Alumina C by Nihon Aerosil Co., Ltd., average 13 nm of average particle diameter) were dry-mixed with the mixer, and the mixed powder was obtained. At this time, Al of aluminum oxide was 0.015 mol with respect to 1 mol of total contents of Ni, Co, Mn, and Al of washing | cleaning dry powder 1. That is, the ratio of the atomic ratio of Al of aluminum oxide to the sum of atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the washing and drying powder 1 was 1.5 mol%. The obtained powder was calcined at 760 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere to obtain lithium nickel composite oxide 1.

2. 세정 건조분 1 및 리튬니켈 복합 산화물 1 의 평가2. Evaluation of washing dry powder 1 and lithium nickel composite oxide 1

세정 건조분 1 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = 0.006, y = 0.093, z = 0.020, w = 0.009 였다.The composition analysis of the washing and drying powder 1 was performed, and when it responded to General formula (1), it was x = 0.006, y = 0.093, z = 0.020, w = 0.009.

리튬니켈 복합 산화물 1 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = 0.001, y = 0.093, z = 0.020, w = 0.022 였다.The composition analysis of lithium nickel complex oxide 1 was performed, and it responded to General formula (1), and x = 0.001, y = 0.093, z = 0.020, w = 0.022.

리튬니켈 복합 산화물 1 의 4.45 V 에 있어서의 3 CA 방전 용량 유지율은, 85.4 % 였다.The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 1 was 85.4%.

(실시예 2)(Example 2)

[혼합 공정][Mixing process]

1. 리튬니켈 복합 산화물 2 의 제조1. Preparation of lithium nickel composite oxide 2

니켈 함유 금속 복합 화합물로서, 미립자상의 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 2 (Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH)2) 를 연속식 공침전법에 의해 제작하였다. 얻어진 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 2 를, 전기로를 사용하여, 건조 공기 분위기하, 승온 속도 100 ℃/시간으로 650 ℃ 까지 승온하고, 650 ℃ 에서 5 시간 유지하였다. 그 후, 실온까지 방랭하여, 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 2 를 얻었다.As the nickel-containing metal composite compound, fine nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 2 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was produced by a continuous coprecipitation method. The obtained nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 2 was heated up to 650 degreeC at the temperature increase rate of 100 degreeC / hour in dry air atmosphere using the electric furnace, and was hold | maintained at 650 degreeC for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature to obtain nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 2.

니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 2 와, 수산화리튬 분말을, Li/(Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 (몰비) 이 되도록 칭량하여 혼합하였다.Nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 2 and lithium hydroxide powder were weighed and mixed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 (molar ratio).

[소성 공정][Firing process]

그 후, 산소 분위기하 760 ℃ 에서 5 시간 소성하여, 소성물 2 를 얻었다.Then, it baked at 760 degreeC for 5 hours in oxygen atmosphere, and obtained the baked material 2.

[후처리 공정][Post-processing process]

그 후, 하기, 세정 공정, 건조 공정, 재소성 공정을 갖는 후처리 공정을 실시하였다.Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a recalcination process was implemented.

·세정 공정Cleaning process

소성물 2 를, 소성물 2 의 질량에 대하여 11 질량배의 물로 세정하였다.The baked 2 was washed with 11 mass times water with respect to the mass of the baked 2.

·건조 공정Drying process

그 후, 소성물 2 를 150 ℃ 에서 12 시간 건조시켜, 세정 건조분 2 를 얻었다.Then, the baked 2 was dried at 150 degreeC for 12 hours, and the washing and drying powder 2 was obtained.

·재소성 공정Recycling process

그 후, 세정 건조분 2 를 산소 분위기하에서 760 ℃ 에서 10 시간 소성하여, 리튬니켈 복합 산화물 2 를 얻었다.Thereafter, the washed and dried powder 2 was calcined at 760 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere to obtain a lithium nickel composite oxide 2.

2. 세정 건조분 2 및 리튬니켈 복합 산화물 2 의 평가2. Evaluation of washing dry powder 2 and lithium nickel composite oxide 2

세정 건조분 2 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = 0.007, y = 0.093, z = 0.020, w = 0.009 였다.The composition analysis of the washing and drying powder 2 was performed, and when it responded to General formula (1), it was x = 0.007, y = 0.093, z = 0.020, w = 0.009.

리튬니켈 복합 산화물 2 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = 0.007, y = 0.094, z = 0.020, w = 0.009 였다.The composition analysis of lithium nickel complex oxide 2 was performed, and it responded to General formula (1), and x = 0.007, y = 0.094, z = 0.020, w = 0.009.

리튬니켈 복합 산화물 2 의 4.45 V 에 있어서의 3 CA 방전 용량 유지율은, 76.4 % 였다.The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 2 was 76.4%.

(실시예 3)(Example 3)

[혼합 공정][Mixing process]

1. 리튬니켈 복합 산화물 3 의 제조1. Preparation of lithium nickel composite oxide 3

니켈 함유 금속 복합 화합물로서, 미립자상의 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 3 (Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH)2) 을 연속식 공침전법에 의해 제작하였다. 얻어진 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 3 을, 전기로를 사용하여, 건조 공기 분위기하, 승온 속도 100 ℃/시간으로 650 ℃ 까지 승온하고, 650 ℃ 에서 5 시간 유지하였다. 그 후, 실온까지 방랭하여, 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 3 을 얻었다.As the nickel-containing metal composite compound, fine nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 3 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was produced by a continuous coprecipitation method. The obtained nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 3 was heated up to 650 degreeC at the temperature increase rate of 100 degreeC / hour in dry air atmosphere using the electric furnace, and was kept at 650 degreeC for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature to obtain nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 3.

니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 3 과, 수산화리튬 분말을, Li/(Ni + Co + Mn + Al) = 1.15 (몰비) 가 되도록 칭량하여 혼합하였다.Nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 3 and lithium hydroxide powder were weighed and mixed such that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.15 (molar ratio).

[소성 공정][Firing process]

그 후, 산소 분위기하 720 ℃ 에서 10 시간 소성하여, 소성물 3 을 얻었다.Then, it baked at 720 degreeC in oxygen atmosphere for 10 hours, and obtained the baked 3.

[후처리 공정][Post-processing process]

그 후, 하기, 세정 공정, 건조 공정, 피복 공정을 갖는 후처리 공정을 실시하였다.Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a coating process was implemented.

·세정 공정Cleaning process

소성물 3 을, 소성물 3 의 질량에 대하여 12 질량배의 물로 세정하였다.The baked 3 was washed with 12 mass times water with respect to the mass of the baked 3.

·건조 공정Drying process

그 후, 소성물 3 을 150 ℃ 에서 12 시간 건조시켜, 세정 건조분 3 을 얻었다.Then, the baked 3 was dried at 150 degreeC for 12 hours, and the washing and drying powder 3 was obtained.

·피복 공정· Coating process

세정 건조분 3 과, 산화알루미늄 (니혼 아에로질 주식회사 제조 알루미나 C, 평균 일차 입자경 13 ㎚) 을 혼합기로 건식 혼합하여, 혼합 분말을 얻었다. 세정 건조분 3 의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 총함유량 1 mol 에 대하여, 산화알루미늄의 Al 은 0.015 mol 이었다. 즉, 세정 건조분 3 에 있어서의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 원자비의 합에 대한 산화알루미늄의 Al 의 원자비의 비율은, 1.5 몰% 였다. 얻어진 분말을, 산소 분위기하에서 760 ℃ 에서 10 시간의 소성을 실시하여, 리튬니켈 복합 산화물 3 을 얻었다.The dry cleaning powder 3 and aluminum oxide (Alumina C by Nihon Aerosil Co., Ltd., average 13 nm of average particle diameter) were dry-mixed with the mixer, and the mixed powder was obtained. Al of aluminum oxide was 0.015 mol with respect to 1 mol of total contents of Ni, Co, Mn, and Al of washing | cleaning dry powder 3. That is, the ratio of the atomic ratio of Al of aluminum oxide to the sum of atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the washing and drying powder 3 was 1.5 mol%. The obtained powder was baked at 760 degreeC for 10 hours in oxygen atmosphere, and lithium nickel composite oxide 3 was obtained.

2. 세정 건조분 3 및 리튬니켈 복합 산화물 3 의 평가2. Evaluation of washing dry powder 3 and lithium nickel composite oxide 3

세정 건조분 3 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = 0.030, y = 0.094, z = 0.020, w = 0.009 였다.The composition analysis of the washing and drying powder 3 was performed, and when it responded to General formula (1), it was x = 0.030, y = 0.094, z = 0.020, w = 0.009.

리튬니켈 복합 산화물 3 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = 0.019, y = 0.092, z = 0.020, w = 0.024 였다.The composition analysis of lithium nickel complex oxide 3 was performed, and it responded to General formula (1), and x = 0.019, y = 0.092, z = 0.020, w = 0.024.

리튬니켈 복합 산화물 3 의 4.45 V 에 있어서의 3 CA 방전 용량 유지율은, 78.9 % 였다.The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 3 was 78.9%.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

[혼합 공정][Mixing process]

1. 리튬니켈 복합 산화물 4 의 제조1. Preparation of lithium nickel composite oxide 4

니켈 함유 금속 복합 화합물로서, 미립자상의 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 4 (Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH)2) 를 연속식 공침전법에 의해 제작하였다. 얻어진 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 4 를, 전기로를 사용하여, 건조 공기 분위기하, 승온 속도 100 ℃/시간으로 650 ℃ 까지 승온하고, 650 ℃ 에서 5 시간 유지하였다. 그 후, 실온까지 방랭하여, 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 4 를 얻었다.As the nickel-containing metal composite compound, fine nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 4 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was produced by a continuous coprecipitation method. The obtained nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 4 was heated up to 650 degreeC at the temperature increase rate of 100 degreeC / hour in dry air atmosphere using the electric furnace, and was kept at 650 degreeC for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature to obtain nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 4.

니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 4 와, 수산화리튬 분말을, Li/(Ni + Co + Mn + Al) = 1.02 (몰비) 가 되도록 칭량하여 혼합하였다.The nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 4 and the lithium hydroxide powder were weighed and mixed such that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.12 (molar ratio).

[소성 공정][Firing process]

그 후, 산소 분위기하 760 ℃ 에서 5 시간 소성하여, 소성물 4 를 얻었다.Then, it baked at 760 degreeC for 5 hours in oxygen atmosphere, and obtained the baked 4.

[재소성 공정][Plastic process]

그 후, 소성물 4 를 산소 분위기하에서 760 ℃ 에서 10 시간 소성하여, 리튬니켈 복합 산화물 4 를 얻었다.Thereafter, the calcined product 4 was calcined at 760 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere to obtain a lithium nickel composite oxide 4.

2. 리튬니켈 복합 산화물 4 의 평가2. Evaluation of lithium nickel composite oxide 4

리튬니켈 복합 산화물 4 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = -0.002, y = 0.095, z = 0.020, w = 0.010 이었다.The composition analysis of lithium nickel complex oxide 4 was performed, and it responded to General formula (1), and x = -0.002, y = 0.095, z = 0.020, w = 0.010.

리튬니켈 복합 산화물 4 의 4.45 V 에 있어서의 3 CA 방전 용량 유지율은, 63.9 % 였다.The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 4 was 63.9%.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

[혼합 공정][Mixing process]

1. 리튬니켈 복합 산화물 5 의 제조1. Preparation of lithium nickel composite oxide 5

니켈 함유 금속 복합 화합물로서, 미립자상의 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 5 (Ni0.855Co0.095Mn0.02Al0.03(OH)2) 를 연속식 공침전법에 의해 제작하였다. 얻어진 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 5 를, 전기로를 사용하여, 건조 공기 분위기하, 승온 속도 100 ℃/시간으로 650 ℃ 까지 승온하고, 650 ℃ 에서 5 시간 유지하였다. 그 후, 실온까지 방랭하여, 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 5 를 얻었다.As the nickel-containing metal composite compound, fine nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 5 (Ni 0.855 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.03 (OH) 2 ) was produced by a continuous coprecipitation method. The obtained nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 5 was heated up to 650 degreeC at the temperature increase rate of 100 degreeC / hour in dry air atmosphere using the electric furnace, and was kept at 650 degreeC for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature to obtain nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 5.

니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 5 와, 수산화리튬 분말을, Li/(Ni + Co + Mn + Al) = 1.05 (몰비) 가 되도록 칭량하여 혼합하였다.The nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 5 and the lithium hydroxide powder were weighed and mixed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.05 (molar ratio).

[소성 공정][Firing process]

그 후, 산소 분위기하 770 ℃ 에서 5 시간 소성하여, 소성물 5 를 얻었다.Then, it baked at 770 degreeC in oxygen atmosphere for 5 hours, and obtained the baked material 5.

[피복 공정][Coating process]

소성물 5 와, 산화알루미늄 (니혼 아에로질 주식회사 제조 알루미나 C, 평균 일차 입자경 13 ㎚) 을 혼합기로 건식 혼합하여, 혼합 분말을 얻었다. 소성물 5 의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 총함유량 1 mol 에 대하여, 산화알루미늄의 Al 은 0.020 mol 이었다. 즉, 소성물 5 에 있어서의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 원자비의 합에 대한 산화알루미늄의 Al 의 원자비의 비율은, 2.0 몰% 였다. 그 후, 혼합기 분위기를 50 ℃, 상대 습도 100 % 로 제어하고, 1 시간 정치하였다. 얻어진 분말을, 산소 분위기하에서 770 ℃ 에서 5 시간의 소성을 실시하여, 리튬니켈 복합 산화물 5 를 얻었다.The calcined product 5 and aluminum oxide (Alumina C manufactured by Nippon Aerosol Co., Ltd., average primary particle diameter of 13 nm) were dry mixed with a mixer to obtain a mixed powder. Al of aluminum oxide was 0.020 mol with respect to 1 mol of total content of Ni, Co, Mn, and Al of the baking product 5. That is, the ratio of the atomic ratio of Al of aluminum oxide to the sum of the atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the calcined product 5 was 2.0 mol%. Thereafter, the mixer atmosphere was controlled at 50 ° C and 100% relative humidity, and left to stand for 1 hour. The obtained powder was baked at 770 degreeC for 5 hours in oxygen atmosphere, and lithium nickel composite oxide 5 was obtained.

2. 리튬니켈 복합 산화물 5 의 평가2. Evaluation of lithium nickel composite oxide 5

리튬니켈 복합 산화물 5 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = 0.003, y = 0.092, z = 0.020, w = 0.047 이었다.The composition analysis of lithium nickel complex oxide 5 was performed, and it responded to General formula (1), and x = 0.003, y = 0.092, z = 0.020, w = 0.047.

리튬니켈 복합 산화물 5 의 4.45 V 에 있어서의 3 CA 방전 용량 유지율은, 65.1 % 였다.The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 5 was 65.1%.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

[혼합 공정][Mixing process]

1. 리튬니켈 복합 산화물 6 의 제조1. Preparation of lithium nickel composite oxide 6

니켈 함유 금속 복합 화합물로서, 미립자상의 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 6 (Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH)2) 을 연속식 공침전법에 의해 제작하였다. 얻어진 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 6 을, 전기로를 사용하여, 건조 공기 분위기하, 승온 속도 100 ℃/시간으로 650 ℃ 까지 승온하고, 650 ℃ 에서 5 시간 유지하였다. 그 후, 실온까지 방랭하여, 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 6 을 얻었다.As a nickel-containing metal composite compound, fine nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 6 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was produced by a continuous coprecipitation method. The obtained nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 6 was heated up to 650 degreeC at the temperature increase rate of 100 degreeC / hour in dry air atmosphere using the electric furnace, and was kept at 650 degreeC for 5 hours. Then, it cooled to room temperature and obtained nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 6.

니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 6 과, 수산화리튬 분말을, Li/(Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 (몰비) 이 되도록 칭량하며, 또한 제트 밀로 분쇄한 산화텅스텐을 칭량하여 혼합하였다. 리튬니켈 복합 산화물 6 의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 총함유량 1 mol 에 대하여, 산화텅스텐의 W 는 0.004 mol 이었다. 즉, 리튬니켈 복합 산화물 6 에 있어서의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 원자비의 합에 대한 산화텅스텐의 W 의 원자비의 비율은, 0.4 몰% 였다.Nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 6 and lithium hydroxide powder were weighed to have Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 (molar ratio), and tungsten oxide pulverized with a jet mill was weighed and mixed. W of tungsten oxide was 0.004 mol with respect to 1 mol of total contents of Ni, Co, Mn, and Al of lithium nickel composite oxide 6. That is, the ratio of the atomic ratio of W of tungsten oxide to the sum of the atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the lithium nickel composite oxide 6 was 0.4 mol%.

[소성 공정][Firing process]

그 후, 산소 분위기하 760 ℃ 에서 5 시간 소성하여, 소성물 6 을 얻었다.Then, it baked at 760 degreeC for 5 hours in oxygen atmosphere, and obtained the fired material 6.

[후처리 공정][Post-processing process]

그 후, 하기, 세정 공정, 건조 공정, 피복 공정을 갖는 후처리 공정을 실시하였다.Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a coating process was implemented.

·세정 공정Cleaning process

소성물 6 을, 소성물 6 의 질량에 대하여 12 질량배의 물로 세정하였다.The baked 6 was washed with 12 mass times water with respect to the mass of the baked 6.

·건조 공정Drying process

그 후, 소성물 6 을 150 ℃ 에서 12 시간 건조시켜, 세정 건조분 6 을 얻었다.Then, the baked 6 was dried at 150 degreeC for 12 hours, and the washing and drying powder 6 was obtained.

·피복 공정· Coating process

세정 건조분 6 과, 산화알루미늄 (니혼 아에로질 주식회사 제조 알루미나 C, 평균 일차 입자경 13 ㎚) 을 혼합기로 건식 혼합하여, 혼합 분말을 얻었다. 세정 건조분 6 의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 총함유량 1 mol 에 대하여, 산화알루미늄의 Al 은 0.015 mol 이었다. 즉, 세정 건조분 6 에 있어서의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 원자비의 합에 대한 산화알루미늄의 Al 의 원자비의 비율은, 1.5 몰% 였다. 얻어진 분말을, 산소 분위기하에서 760 ℃ 에서 10 시간의 소성을 실시하여, 리튬니켈 복합 산화물 6 을 얻었다.The dry cleaning powder 6 and aluminum oxide (Alumina C by Nihon Aerosil Co., Ltd., average 13 nm of average particle diameter) were dry-mixed with the mixer, and the mixed powder was obtained. Al of aluminum oxide was 0.015 mol with respect to 1 mol of total contents of Ni, Co, Mn, and Al of washing | cleaning dry powder 6. That is, the ratio of the atomic ratio of Al of aluminum oxide to the sum of atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the washing and drying powder 6 was 1.5 mol%. The obtained powder was calcined at 760 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere to obtain lithium nickel composite oxide 6.

2. 세정 건조분 6 및 리튬니켈 복합 산화물 6 의 평가2. Evaluation of washing dry powder 6 and lithium nickel composite oxide 6

세정 건조분 6 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = -0.008, y = 0.093, z = 0.021, w = 0.009 였다.The composition analysis of the washing and drying powder 6 was performed, and when it responded to General formula (1), it was x = -0.008, y = 0.093, z = 0.021, w = 0.009.

리튬니켈 복합 산화물 6 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = -0.016, y = 0.093, z = 0.021, w = 0.023 이었다.The composition analysis of lithium nickel complex oxide 6 was performed, and it responded to General formula (1), and x = -0.16, y = 0.093, z = 0.021, w = 0.023.

리튬니켈 복합 산화물 6 의 4.45 V 에 있어서의 3 CA 방전 용량 유지율은, 64.7 % 였다.The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 6 was 64.7%.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

[혼합 공정][Mixing process]

1. 리튬니켈 복합 산화물 7 의 제조1. Preparation of lithium nickel composite oxide 7

니켈 함유 금속 복합 화합물로서, 미립자상의 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 7 (Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH)2) 을 연속식 공침전법에 의해 제작하였다. 얻어진 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 수산화물 7 을, 전기로를 사용하여, 건조 공기 분위기하, 승온 속도 100 ℃/시간으로 650 ℃ 까지 승온하고, 650 ℃ 에서 5 시간 유지하였다. 그 후, 실온까지 방랭하여, 니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 7 을 얻었다.As the nickel-containing metal composite compound, fine nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 7 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was produced by a continuous coprecipitation method. The obtained nickel cobalt manganese aluminum metal composite hydroxide 7 was heated up to 650 degreeC at the temperature increase rate of 100 degreeC / hour in dry air atmosphere using the electric furnace, and was hold | maintained at 650 degreeC for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature to obtain nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 7.

니켈코발트망간알루미늄 금속 복합 산화물 7 과, 수산화리튬 분말을, Li/(Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 (몰비) 이 되도록 칭량하며, 또한 제트 밀로 분쇄한 산화텅스텐을 칭량하여 혼합하였다. 리튬니켈 복합 산화물 7 에 있어서의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 총함유량 1 mol 에 대하여, 산화텅스텐의 W 는 0.004 mol 이었다. 즉, 리튬니켈 복합 산화물 7 에 있어서의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 원자비의 합에 대한 산화텅스텐의 W 의 원자비의 비율은, 0.4 몰% 였다.Nickel cobalt manganese aluminum metal composite oxide 7 and lithium hydroxide powder were weighed to have Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 (molar ratio), and tungsten oxide ground by a jet mill was weighed and mixed. W of tungsten oxide was 0.004 mol with respect to 1 mol of total content of Ni, Co, Mn, and Al in lithium nickel complex oxide 7. That is, the ratio of the atomic ratio of W of tungsten oxide to the sum of the atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the lithium nickel composite oxide 7 was 0.4 mol%.

[소성 공정][Firing process]

그 후, 산소 분위기하 760 ℃ 에서 5 시간 소성하여, 소성물 7 을 얻었다.Then, it baked at 760 degreeC for 5 hours in oxygen atmosphere, and obtained the fired material 7.

[후처리 공정][Post-processing process]

그 후, 하기, 세정 공정, 건조 공정, 피복 공정을 갖는 후처리 공정을 실시하였다.Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a coating process was implemented.

·세정 공정Cleaning process

소성물 7 을, 소성물 7 에 대하여 22 질량배의 물로 세정하였다.The calcined product 7 was washed with water of 22 mass times relative to the calcined product 7.

·건조 공정Drying process

그 후, 소성물 7 을 150 ℃ 에서 12 시간 건조시켜, 세정 건조분 7 을 얻었다.Thereafter, the calcined product 7 was dried at 150 ° C. for 12 hours to obtain a washing and drying powder 7.

·피복 공정· Coating process

소성물 7 과, 산화알루미늄 (니혼 아에로질 주식회사 제조 알루미나 C, 평균 일차 입자경 13 ㎚) 을 혼합기로 건식 혼합하여, 혼합 분말을 얻었다. 세정 건조분 7 의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 총함유량 1 mol 에 대하여, 산화알루미늄의 Al 은 0.015 mol 이었다. 즉, 세정 건조분 7 에 있어서의 Ni, Co, Mn 및 Al 의 원자비의 합에 대한 산화알루미늄의 Al 의 원자비의 비율은, 1.5 몰% 였다. 얻어진 분말을, 산소 분위기하에서 760 ℃ 에서 10 시간의 소성을 실시하여, 리튬니켈 복합 산화물 7 을 얻었다.The calcined product 7 and aluminum oxide (Alumina C manufactured by Nippon Aerosol Co., Ltd., average primary particle size 13 nm) were dry mixed with a mixer to obtain a mixed powder. Al of aluminum oxide was 0.015 mol with respect to 1 mol of total contents of Ni, Co, Mn, and Al of washing | cleaning dry powder 7. That is, the ratio of the atomic ratio of Al of aluminum oxide to the sum of the atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the washing and drying powder 7 was 1.5 mol%. The obtained powder was baked at 760 degreeC for 10 hours in oxygen atmosphere, and lithium nickel complex oxide 7 was obtained.

2. 세정 건조분 7 및 리튬니켈 복합 산화물 7 의 평가2. Evaluation of washing dry powder 7 and lithium nickel composite oxide 7

세정 건조분 7 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = -0.011, y = 0.094, z = 0.021, w = 0.009 였다.The composition analysis of the washing and drying powder 7 was carried out, and it was x = -0.011, y = 0.094, z = 0.021, w = 0.009 as a result of responding to General formula (1).

리튬니켈 복합 산화물 7 의 조성 분석을 실시하고, 일반식 (1) 에 대응시킨 결과, x = -0.019, y = 0.093, z = 0.021, w = 0.024 였다.The composition analysis of lithium nickel complex oxide 7 was performed, and it responded to General formula (1), and it was x = -0.019, y = 0.093, z = 0.021, w = 0.024.

리튬니켈 복합 산화물 7 의 4.45 V 에 있어서의 3 CA 방전 용량 유지율은, 68.4 % 였다.The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 7 was 68.4%.

실시예 1 ∼ 3, 비교예 1 ∼ 4 의 결과를 표 1 에 정리하여 기재한다. 하기 표 1 중, 「Li/Me」란, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물 중의 리튬의 몰비 (니켈, 코발트, 망간, 알루미늄의 합계량에 대한 리튬의 몰비) 이다. 하기 표 1중, 「건조 공정 후」란, 상기 후처리 공정에 있어서 건조 공정 후의 세정 건조분의 분석 결과를 의미한다.The result of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4 is put together in Table 1, and is described. In Table 1 below, "Li / Me" is the molar ratio of lithium in the obtained lithium nickel composite oxide (molar ratio of lithium to the total amount of nickel, cobalt, manganese and aluminum). In the following Table 1, "after a drying process" means the analysis result of the washing dry powder after a drying process in the said post-processing process.

하기 표 1 중, 「재소성 또는 피복 공정 후」란, 상기 리튬니켈 복합 산화물 1 ∼ 7 을 분석한 결과를 의미한다.In the following Table 1, "after a plasticity or a coating process" means the result of having analyzed the said lithium nickel complex oxides 1-7.

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상기 표 1 에 기재된 결과와 같이, 본 발명을 적용한 실시예 1 ∼ 3 에 의하면, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 높은 리튬니켈 복합 산화물을 제조할 수 있었다.As shown in Table 1, according to Examples 1 to 3 to which the present invention was applied, a lithium nickel composite oxide having a high output at a high current rate at a high voltage could be produced.

이에 대하여, 본 발명을 적용하지 않는 비교예 1 ∼ 4 에 의해 제조한 리튬니켈 복합 산화물은, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 낮았다. 또, 세정 공정을 포함하는 후처리 공정을 실시하지 않은 비교예 1 ∼ 2 는, 불순물이 많기 때문에 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 저하된 것으로 추찰된다. 비교예 3 ∼ 4 는, 세정 공정을 포함하는 후처리 공정을 실시하기는 했지만, 과세정에 의해 리튬이 용출했기 때문에, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 저하된 것으로 추찰된다.On the other hand, the lithium nickel composite oxide manufactured by Comparative Examples 1-4 which do not apply this invention had the low output in the high current rate at high voltage. Moreover, since the comparative examples 1-2 which did not perform the post-processing process including a washing process have many impurities, it is inferred that the output in the high current rate at high voltage fell. Although Comparative Examples 3-4 performed the post-processing process including a washing | cleaning process, since lithium eluted by over-cleaning, it is inferred that the output in the high current rate at high voltage fell.

산업상 이용가능성Industrial availability

본 발명에 의하면, 고전압에서의 높은 전류 레이트에 있어서의 출력이 높은 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, a method for producing a lithium nickel composite oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be provided.

1 : 세퍼레이터, 2 : 정극, 3 : 부극, 4 : 전극군, 5 : 전지캔, 6 : 전해액, 7 : 톱 인슐레이터, 8 : 봉구체, 10 : 리튬 이차 전지, 21 : 정극 리드, 31 : 부극 리드DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Separator, 2 positive electrode, 3 negative electrode, 4 electrode group, 5 battery can, 6 electrolyte solution, 7 top insulator, 8 sealing body, 10 lithium secondary battery, 21 positive electrode lead, 31 negative electrode lead

Claims (11)

하기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법으로서,
리튬 화합물과, 니켈 함유 금속 복합 화합물을 혼합하여 혼합물을 얻는 혼합 공정과,
상기 혼합물을 소성하여, 소성물을 얻는 소성 공정과,
소성물을 세정하는 세정 공정을 포함하는 후처리 공정을 갖고,
상기 혼합 공정은, 상기 리튬 화합물에 포함되는 리튬과, 니켈 함유 금속 복합 화합물 중의 금속 원소의 몰비 (Li/Me) 가 1 을 초과하는 비율이 되도록 혼합하고,
상기 후처리 공정은, 상기 후처리 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.3 질량% 이하이며, 또한 나트륨의 함유량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 50 ppm 이하가 되도록 처리하는 공정을 포함하는, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
Li[Lix(Ni(1-y-z-w)CoyMnzMw)1-x]O2 ···(Ⅰ)
(식 (Ⅰ) 중, 0 < x ≤ 0.2, 0 < y ≤ 0.5, 0 < z ≤ 0.8, 0 ≤ w ≤ 0.1, y + z + w < 1, M 은 Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga 및 V 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 금속을 나타낸다.)
As a manufacturing method of the lithium nickel composite oxide represented by the following general formula (I),
A mixing step of mixing the lithium compound and the nickel-containing metal composite compound to obtain a mixture,
A firing step of firing the mixture to obtain a fired product;
It has a post-processing process including the washing process of washing a baked material,
The said mixing process mixes so that the molar ratio (Li / Me) of lithium contained in the said lithium compound and the metal element in a nickel containing metal complex compound may become a ratio exceeding 1,
In the post-treatment step, the total amount of the residual sulfate sulfate and residual lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is 0.3 mass% or less with respect to the total mass of the lithium nickel composite oxide, and the content of sodium is lithium nickel. A process for producing a lithium nickel composite oxide, comprising the step of treating it to be 50 ppm or less with respect to the total mass of the composite oxide.
Li [Li x (Ni (1-yzw) Co y Mn z M w ) 1-x ] O 2 ... (I)
In formula (I), 0 <x <0.2, 0 <y <0.5, 0 <z <0.8, 0 <w <0.1, y + z + w <1, M is Fe, Cu, Ti, Mg, Al Or at least one metal selected from the group consisting of W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga and V.)
제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (Ⅰ) 에 있어서, y + z + w ≤ 0.3 인, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a lithium nickel composite oxide of the general formula (I), wherein y + z + w ≤ 0.3.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 소성 공정에 있어서, 소성 온도가 300 ℃ 이상 1000 ℃ 이하인, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The said nickel baking process WHEREIN: The manufacturing method of the lithium nickel complex oxide whose baking temperature is 300 degreeC or more and 1000 degrees C or less.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물을 건조시키는 건조 공정을 포함하는, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The said post-treatment process WHEREIN: The manufacturing method of the lithium nickel complex oxide which includes the drying process which dries the obtained lithium nickel complex oxide after a washing | cleaning process.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물을 재소성하는 재소성 공정을 포함하는, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The said post-treatment process WHEREIN: The manufacturing method of the lithium nickel complex oxide which includes the recalcination process which refires the obtained lithium nickel complex oxide after a washing | cleaning process.
제 4 항에 있어서,
상기 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물을 재소성하는 재소성 공정을 포함하는, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
The said post-treatment process WHEREIN: The manufacturing method of the lithium nickel complex oxide which includes the recalcination process which refires the obtained lithium nickel complex oxide after a drying process.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에 얻어진 리튬니켈 복합 산화물과 알루미늄, 붕소, 티탄, 지르코늄, 및 텅스텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소의 화합물을 혼합하고, 리튬니켈 복합 산화물의 표면을 상기 원소의 화합물로 피복하는 피복 공정을 포함하는 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
In the post-treatment step, the lithium nickel composite oxide obtained after the washing step is mixed with a compound of at least one element selected from the group consisting of aluminum, boron, titanium, zirconium, and tungsten, and the surface of the lithium nickel composite oxide is A method for producing a lithium nickel composite oxide comprising a coating step of coating with an elemental compound.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후처리 공정에 있어서, 세정 공정 후에 얻어진 리튬니켈 복합 산화물과 알루미늄 화합물을 혼합하고, 리튬니켈 복합 산화물의 표면을 알루미늄 화합물로 피복하는 피복 공정을 포함하는 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
In the post-treatment step, a method of producing a lithium nickel composite oxide comprising a coating step of mixing the lithium nickel composite oxide and the aluminum compound obtained after the washing step and coating the surface of the lithium nickel composite oxide with an aluminum compound.
제 4 항에 있어서,
상기 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물과 알루미늄, 붕소, 티탄, 지르코늄, 및 텅스텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소의 화합물을 혼합하고, 리튬니켈 복합 산화물의 표면을 상기 원소의 화합물로 피복하는 피복 공정을 포함하는 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
In the post-treatment step, after the drying step, the obtained lithium nickel composite oxide and a compound of at least one element selected from the group consisting of aluminum, boron, titanium, zirconium, and tungsten are mixed to prepare a surface of the lithium nickel composite oxide. A method for producing a lithium nickel composite oxide comprising a coating step of coating with a compound of the element.
제 4 항에 있어서,
상기 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에, 얻어진 리튬니켈 복합 산화물과 알루미늄 화합물을 혼합하고, 리튬니켈 복합 산화물의 표면에 알루미늄 화합물을 피복시키는 피복 공정을 포함하는 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
In the post-treatment step, a method for producing a lithium nickel composite oxide comprising a coating step of mixing the obtained lithium nickel composite oxide and an aluminum compound after the drying step and coating the aluminum compound on the surface of the lithium nickel composite oxide.
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후처리 공정에 있어서, 건조 공정 후에 얻어지는 리튬니켈 복합 산화물 중의, 잔류 황산근과 잔류 탄산리튬의 합계량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 0.6 질량% 이하이며, 또한 나트륨의 함유량이 리튬니켈 복합 산화물의 총질량에 대하여 50 ppm 이하가 되도록 처리하는, 리튬니켈 복합 산화물의 제조 방법.
The method according to any one of claims 6 to 10,
In the post-treatment step, the total amount of residual sulfate sulfate and residual lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the drying step is 0.6% by mass or less with respect to the total mass of the lithium nickel composite oxide, and the content of sodium is lithium nickel composite A method for producing a lithium nickel composite oxide, which is treated to be 50 ppm or less with respect to the total mass of the oxide.
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