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JP7056035B2 - Manufacturing method of positive electrode active material for non-aqueous secondary batteries and transition metal compounds - Google Patents

Manufacturing method of positive electrode active material for non-aqueous secondary batteries and transition metal compounds Download PDF

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JP7056035B2 JP2017159650A JP2017159650A JP7056035B2 JP 7056035 B2 JP7056035 B2 JP 7056035B2 JP 2017159650 A JP2017159650 A JP 2017159650A JP 2017159650 A JP2017159650 A JP 2017159650A JP 7056035 B2 JP7056035 B2 JP 7056035B2
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Description

本発明は、正極活物質の前駆体である遷移金属化合物から製造される非水系二次電池用正極活物質の製造方法及び遷移金属化合物に関する。 The present invention relates to a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery and a transition metal compound produced from a transition metal compound which is a precursor of the positive electrode active material.

近年、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯電子機器の普及に伴い、高いエネルギー密度を有する小型で軽量な非水系電解質二次電池の開発が強く望まれている。このような要求を満たす二次電池として、リチウムイオン二次電池がある。リチウムイオン二次電池は、負極および正極の活物質に、リチウムが脱離および挿入できる材料が用いられている。 In recent years, with the spread of portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers, there is a strong demand for the development of small and lightweight non-aqueous electrolyte secondary batteries having high energy density. As a secondary battery satisfying such a requirement, there is a lithium ion secondary battery. In the lithium ion secondary battery, a material capable of desorbing and inserting lithium is used as the active material of the negative electrode and the positive electrode.

リチウムイオン二次電池は現在も研究開発が盛んに行われているが、中でも層状またはスピネル型のリチウム金属複合酸化物を正極活物質に用いたリチウムイオン二次電池は、4V級の高い電圧が得られるため、高いエネルギー密度を有する電池として実用化が進んでいる。 Lithium-ion secondary batteries are still being actively researched and developed, but among them, lithium-ion secondary batteries using layered or spinel-type lithium metal composite oxide as the positive electrode active material have a high voltage of 4V class. Therefore, it is being put into practical use as a battery having a high energy density.

これまでに提案されている正極活物質としては、合成が比較的容易なリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO)や、コバルトよりも安価なニッケルを用いたリチウムニッケル複合酸化物(LiNiO)、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3)、マンガンを用いたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn) などが挙げられる。 The positive electrode active materials proposed so far include lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ), which is relatively easy to synthesize, lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ) using nickel, which is cheaper than cobalt, and lithium. Examples thereof include nickel-cobalt-manganese composite oxide (LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ) and lithium-manganese composite oxide using manganese (LiMn 2 O 4 ).

このうちリチウムニッケル複合酸化物は、サイクル特性が良く、高容量が得られ電池特性に優れた正極活物質として注目され、近年の電気自動車向けとしてさらなる高容量化が試みられている。 Of these, lithium-nickel composite oxide has attracted attention as a positive electrode active material with good cycle characteristics, high capacity, and excellent battery characteristics, and attempts have been made to further increase the capacity for electric vehicles in recent years.

リチウムニッケル複合酸化物の電池特性を改善する方法としては、各種元素の添加が検討されており、特にW、Mo、Nb、Ta、Reなどの高価数をとることができる遷移金属元素の添加が有効とされている。 As a method for improving the battery characteristics of the lithium-nickel composite oxide, addition of various elements has been studied, and in particular, addition of a transition metal element such as W, Mo, Nb, Ta, Re, which can take an expensive number, is considered. It is considered valid.

例えば、特許文献1には、非水系電解質二次電池の正極材料としてリチウム金属複合酸化物粉末とタングステン酸リチウムを混合して用いることで、リチウムイオン二次電池内部の抵抗を小さくし、高出力をもたらすことができるとされている。 For example, in Patent Document 1, the resistance inside the lithium ion secondary battery is reduced and the output is high by using a mixture of lithium metal composite oxide powder and lithium tungstate as the positive electrode material of the non-aqueous electrolyte secondary battery. It is said that it can bring about.

特開2016-225277号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-225277

しかし、リチウムニッケル複合酸化物を正極に用いたリチウムイオン二次電池を高容量化する異元素添加方法については提案されていない。また、今後リチウムイオン二次電池の内部抵抗値をさらに小さくすること及び高容量化が望まれる。 However, no method for adding a foreign element to increase the capacity of a lithium ion secondary battery using a lithium nickel composite oxide as a positive electrode has been proposed. Further, in the future, it is desired to further reduce the internal resistance value of the lithium ion secondary battery and increase the capacity.

そこで本発明は、内部抵抗が小さく、かつ高容量が得られる非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法及び遷移金属化合物を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a transition metal compound capable of obtaining a high capacity with a small internal resistance.

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、混合工程で、リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液を噴霧して混合し、遷移金属化合物の表面の少なくとも一部をリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆させることで、内部抵抗が小さく、かつ高容量が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor sprays and mixes a solution of a compound containing lithium and tungsten in the mixing step, and at least a part of the surface of the transition metal compound is lithium and By coating with a compound containing tungsten, it was found that the internal resistance is small and a high capacity can be obtained, and the present invention has been completed.

すなわち本発明は、正極活物質の前駆体である遷移金属化合物から製造される非水系二次電池用正極活物質の製造方法であって、少なくとも、一次粒子及びその一次粒子が凝集して構成された二次粒子からなる前記遷移金属化合物と、合成したリチウム及びタングステンを含む化合物を溶解させた溶液とを混合させ混合物を得る混合工程と、前記混合物を乾燥させ乾燥物を得る乾燥工程と、前記乾燥物とリチウム化合物とを混合し、焼成する焼成工程とを有し、前記混合工程では、前記リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液を噴霧して混合し、前記遷移金属化合物の表面の少なくとも一部をリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆させ、前記リチウム及びタングステンを含む化合物が、タングステン酸リチウムであり、前記タングステン酸リチウムの組成式がLi WO であることを特徴とする。 That is, the present invention is a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery produced from a transition metal compound which is a precursor of a positive electrode active material, and is composed of at least primary particles and the primary particles thereof aggregated together. A mixing step of mixing the transition metal compound composed of the secondary particles and a solution in which a compound containing synthesized lithium and tungsten is dissolved to obtain a mixture, a drying step of drying the mixture to obtain a dried product, and the above-mentioned It has a firing step of mixing and firing a dried product and a lithium compound, and in the mixing step, a solution of the compound containing lithium and tungsten is sprayed and mixed, and at least a part of the surface of the transition metal compound. Is coated with a compound containing lithium and tungsten, the compound containing lithium and tungsten is lithium tungstate, and the composition formula of the lithium tungstate is Li 2 WO 4 .

このようにすれば、遷移金属化合物の表面の少なくとも一部がリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆されることで、焼成後の正極活物質がリチウムタングステン化合物で被覆されるので、内部抵抗が小さく、かつ高容量が得られる非水系電解質二次電池用正極活物質を提供することができる。また、このようにすれば、遷移金属化合物表面への相互作用が最適となり、タングステン酸リチウムをより均一に被覆することができる。 By doing so, at least a part of the surface of the transition metal compound is coated with the compound containing lithium and tungsten, so that the positive electrode active material after firing is coated with the lithium tungsten compound, so that the internal resistance is small. Moreover, it is possible to provide a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of obtaining a high capacity. Further, in this way, the interaction with the surface of the transition metal compound is optimized, and lithium tungstate can be coated more uniformly.

このとき、本発明の一態様では、前記遷移金属化合物は、Ni、Co、M(Mは、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Zrから選択される1種以上の元素)を含むニッケル複合酸化物もしくはニッケル複合水酸化物のいずれか1つ又はその混合物としてもよい。 At this time, in one aspect of the present invention, the transition metal compound is one selected from Ni, Co, M (M is Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Mo, Nb, Zr). Any one of the nickel composite oxide or the nickel composite hydroxide containing the above elements) or a mixture thereof may be used.

このようにすれば、遷移金属化合物がNi、Co、Mを含むニッケル複合酸化物もしくはニッケル複合水酸化物から製造される非水系電解質二次電池用正極活物質を提供することができる。 In this way, it is possible to provide a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a transition metal compound is produced from a nickel composite oxide containing Ni, Co, and M or a nickel composite hydroxide.

このとき、本発明の一態様では、前記リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、前記遷移金属化合物に含まれる前記Ni、Co及びMの合計のモル量に対し、0.05~0.15mol%としてもよい。 At this time, in one aspect of the present invention, the molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten is 0.05 to 0.05 with respect to the total molar amount of Ni, Co and M contained in the transition metal compound. It may be 0.15 mol%.

このようにすれば、最適なリチウム及びタングステンを含む化合物の添加量となり、得られる正極活物質を、十分にリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆することができる。 By doing so, the optimum amount of the compound containing lithium and tungsten can be obtained, and the obtained positive electrode active material can be sufficiently coated with the compound containing lithium and tungsten.

このとき、本発明の一態様では、前記リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液の重量は、前記遷移金属化合物の重量に対して、5~20wt%としてもよい。 At this time, in one aspect of the present invention, the weight of the solution of the compound containing lithium and tungsten may be 5 to 20 wt% with respect to the weight of the transition metal compound.

このようにすれば、遷移金属化合物の粒子間や表面にリチウム及びタングステンを含む化合物の溶液が十分に行き渡り、遷移金属化合物の表面により均一に被覆することができる。 By doing so, the solution of the compound containing lithium and tungsten can be sufficiently spread between the particles of the transition metal compound and on the surface thereof, and the surface of the transition metal compound can be uniformly coated.

このとき、本発明の一態様では、前記リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液は水溶液としてもよい。 At this time, in one aspect of the present invention, the solution of the compound containing lithium and tungsten may be an aqueous solution.

このようにすれば、遷移金属化合物の表面の少なくとも一部をリチウム及びタングステンを含む化合物でより均一に被覆させることができる。 In this way, at least a part of the surface of the transition metal compound can be more uniformly coated with the compound containing lithium and tungsten.

このとき、本発明の一態様では、前記焼成工程で混合される前記リチウム化合物は、リチウム水酸化物、リチウムオキシ水酸化物、リチウム酸化物、リチウム炭酸塩、リチウム硝酸塩およびリチウムハロゲン化物から選ばれる少なくとも1種またはその混合物としてもよい。 At this time, in one aspect of the present invention, the lithium compound mixed in the firing step is selected from lithium hydroxide, lithiumoxy hydroxide, lithium oxide, lithium carbonate, lithium nitrate and lithium halide. It may be at least one kind or a mixture thereof.

このようにすれば、焼成後に不純物が残留することを防止し、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が小さく、かつ高容量化が可能となる。 By doing so, it is possible to prevent impurities from remaining after firing, reduce the internal resistance of the lithium ion secondary battery, and increase the capacity.

このとき、本発明の一態様では、前記リチウム化合物におけるリチウムのモル比率は、前記遷移金属化合物のモル量に対して、0.98~1.25としてもよい。 At this time, in one aspect of the present invention, the molar ratio of lithium in the lithium compound may be 0.98 to 1.25 with respect to the molar amount of the transition metal compound.

このようにすれば、得られる焼成粉末の結晶性を向上させ、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が小さく、かつ高容量化が可能となる。 By doing so, the crystallinity of the obtained calcined powder can be improved, the internal resistance of the lithium ion secondary battery can be reduced, and the capacity can be increased.

このとき、本発明の一態様では、前記焼成工程は、酸化性雰囲気で、最高温度が650℃以上、780℃以下で行われるとしてもよい。 At this time, in one aspect of the present invention, the firing step may be performed in an oxidizing atmosphere at a maximum temperature of 650 ° C. or higher and 780 ° C. or lower.

このようにすれば、非水系二次電池用正極活物質の結晶構造が安定化させることができる。 By doing so, the crystal structure of the positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery can be stabilized.

このとき、本発明の一態様では、得られた非水系二次電池用正極活物質が、一般式:LiNi1-x-yCoで表されることとしてもよい。(式中、Mは、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Nb、ZrおよびMoから選ばれる少なくとも1種の元素である。aは、0.95≦a≦1.11、xは0<x≦0.15、yは0<y≦0.07、x+y≦0.2、0.05≦z≦0.15を満たす数値である。) At this time, in one aspect of the present invention, the obtained positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery may be represented by the general formula: Lia Ni 1-xy Cox My WZO 2 . good. (In the formula, M is at least one element selected from Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Nb, Zr and Mo. A is 0.95 ≦ a ≦ 1.11. x is a numerical value satisfying 0 <x ≦ 0.15, y is a numerical value satisfying 0 <y ≦ 0.07, x + y ≦ 0.2, 0.05 ≦ z ≦ 0.15).

このようにすれば、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が小さく、かつ高容量化が得られる上記の一般式の非水系二次電池用正極活物質を提供することができる。 By doing so, it is possible to provide the above-mentioned general-type positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery, which has a small internal resistance of the lithium ion secondary battery and can obtain a high capacity.

本発明によれば、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が小さく、かつ高容量が得られる非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法及び遷移金属化合物を提供することができる。また、その製造方法は、容易で工業的規模での生産に適したものであり、その工業的価値は極めて大きい。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a transition metal compound capable of obtaining a high capacity while having a small internal resistance of the lithium ion secondary battery. Moreover, the manufacturing method is easy and suitable for production on an industrial scale, and its industrial value is extremely large.

図1は、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法の概略を示す工程図である。FIG. 1 is a process diagram showing an outline of a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention. 図2は、実施例におけるコイン型電池の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a coin-type battery in the embodiment. 図3は、実施例におけるナイキストプロット図であり、図3(A)は溶液抵抗、負極抵抗とその容量、及び正極抵抗とその容量を示す特性曲線の和を示し、図3(B)は上記を回路図で示したものである。3A and 3B are Nyquist plot diagrams in the embodiment, FIG. 3A shows the sum of the solution resistance, the negative electrode resistance and its capacity, and the positive electrode resistance and its capacity, and FIG. 3B shows the above. Is shown in the circuit diagram.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法及び遷移金属化合物について、下記の順に詳細に説明する。
1.非水系二次電池用正極活物質の製造方法
1-1.混合工程
1-2.乾燥工程
1-3.焼成工程
2.遷移金属化合物
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The embodiments described below do not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims, and can be modified without departing from the gist of the present invention. Moreover, not all of the configurations described in the present embodiment are indispensable as the means for solving the present invention. A method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery and a transition metal compound according to an embodiment of the present invention will be described in detail in the following order.
1. 1. Manufacturing method of positive electrode active material for non-aqueous secondary batteries 1-1. Mixing process 1-2. Drying process 1-3. Baking process 2. Transition metal compounds

<1.非水系二次電池用正極活物質の製造方法>
以下、図面を使用しながら本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法の概略を示す工程図である。本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法は、正極活物質の前駆体である遷移金属化合物から製造される。そして、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法は、少なくとも、混合工程S1と、乾燥工程S2と、焼成工程S3とを有する。また、上記混合工程S1では、上記リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液を噴霧して混合し、上記遷移金属化合物の表面の少なくとも一部をリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆させることを特徴とする。以下、工程ごとに詳細に説明する。
<1. Manufacturing method of positive electrode active material for non-aqueous secondary batteries>
Hereinafter, a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram showing an outline of a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention. The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention is produced from a transition metal compound which is a precursor of the positive electrode active material. The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention includes at least a mixing step S1, a drying step S2, and a firing step S3. Further, the mixing step S1 is characterized in that a solution of the compound containing lithium and tungsten is sprayed and mixed, and at least a part of the surface of the transition metal compound is coated with the compound containing lithium and tungsten. Hereinafter, each step will be described in detail.

<1-1.混合工程S1>
まず、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法における混合工程S1を説明する。混合工程S1では、一次粒子及びその一次粒子が凝集して構成された二次粒子からなる上記遷移金属化合物と、リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液とを混合させその混合物を得る。
<1-1. Mixing step S1>
First, the mixing step S1 in the method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described. In the mixing step S1, the transition metal compound composed of primary particles and secondary particles formed by aggregating the primary particles is mixed with a solution of a compound containing lithium and tungsten to obtain a mixture thereof.

ここで、上記混合工程S1では、上記リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液を噴霧して混合し、上記遷移金属化合物の表面の少なくとも一部をリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆させることを特徴とする。 Here, the mixing step S1 is characterized in that a solution of the compound containing lithium and tungsten is sprayed and mixed, and at least a part of the surface of the transition metal compound is coated with the compound containing lithium and tungsten. ..

従来の、リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液をそのまま投入し、混合する方法では、リチウム及びタングステンを含む化合物が上記遷移金属化合物表面を均一に被覆し難いからである。よって、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法における混合工程S1は、リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液を噴霧して混合させる。 This is because it is difficult for the compound containing lithium and tungsten to uniformly cover the surface of the transition metal compound in the conventional method in which a solution of a compound containing lithium and tungsten is directly added and mixed. Therefore, in the mixing step S1 in the method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention, a solution of a compound containing lithium and tungsten is sprayed and mixed.

この方法により、リチウム及びタングステンを含む化合物が、遷移金属化合物の粒子表面を広く均一に被覆する。ここで正極活物質の前駆体である遷移金属化合物は、合成後の正極活物質に比べて比表面積が大きく、大きい細孔が広範囲に存在する。しかし、そのような表面状態でも、リチウム及びタングステンの化合物の溶液を噴霧して混合することで、リチウム及びタングステンの化合物の粒子が微細となり、リチウム及びタングステンの化合物が細孔を通して前駆体内部にまで浸透でき、合成される正極活物質の内部の一次粒子表面をも容易にかつ効率良く被覆させることができる。 By this method, the compound containing lithium and tungsten covers the particle surface of the transition metal compound widely and uniformly. Here, the transition metal compound which is a precursor of the positive electrode active material has a larger specific surface area than the synthesized positive electrode active material and has large pores in a wide range. However, even in such a surface state, by spraying and mixing the solution of the compound of lithium and tungsten, the particles of the compound of lithium and tungsten become fine particles, and the compound of lithium and tungsten penetrates through the pores to the inside of the precursor. The surface of the primary particles inside the positive electrode active material that can permeate and are synthesized can be easily and efficiently coated.

よって、遷移金属化合物の粒子表面を広く均一に被覆することで、合成される正極活物質の内部の一次粒子表面をも容易に被覆させることができ、リチウムイオン二次電池の充放電反応時のリチウムの伝導パスが良好となり、リチウムイオン二次電池の高容量化及び低抵抗化が可能となる。 Therefore, by covering the particle surface of the transition metal compound widely and uniformly, it is possible to easily cover the surface of the primary particles inside the positive electrode active material to be synthesized, and during the charge / discharge reaction of the lithium ion secondary battery. The conduction path of lithium becomes good, and it becomes possible to increase the capacity and decrease the resistance of the lithium ion secondary battery.

上記遷移金属化合物は、Ni、Co、M(Mは、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Zrから選択される1種以上の元素)を含むニッケル複合酸化物もしくはニッケル複合水酸化物のいずれか1つ又はその混合物であることが好ましい。 The transition metal compound is a nickel composite oxide containing Ni, Co, M (M is one or more elements selected from Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Mo, Nb, and Zr). Alternatively, it is preferably any one of nickel composite hydroxides or a mixture thereof.

このようにすれば、Ni、Co、Mを含むニッケル複合酸化物もしくはニッケル複合水酸化物から製造され、リチウムイオン二次電池の高容量化及び低抵抗化が可能な非水系電解質二次電池用正極活物質を提供することができる。上記リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、上記遷移金属化合物に含まれる上記Ni、Co及びMの合計のモル量に対し、0.05~0.15mol%とすることが好ましい。 By doing so, it is produced from a nickel composite oxide containing Ni, Co, and M or a nickel composite hydroxide, and is used for a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of increasing the capacity and lowering the resistance of the lithium ion secondary battery. A positive electrode active material can be provided. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten is preferably 0.05 to 0.15 mol% with respect to the total molar amount of Ni, Co and M contained in the transition metal compound.

上記のタングステンのモル百分率が0.05mol%未満では、リチウム及びタングステンを含む化合物が、遷移金属化合物表面を十分に被覆することはできず、結果として得られる正極活物質表面を十分に被覆することはできず、リチウムイオン二次電池の充放電反応時のリチウムの伝導パスが十分に形成されないため、さらなる高容量化、低抵抗化が得られ難い。 When the molar percentage of the above tungsten is less than 0.05 mol%, the compound containing lithium and tungsten cannot sufficiently coat the surface of the transition metal compound, and sufficiently covers the surface of the resulting positive electrode active material. This is not possible, and since the conduction path of lithium during the charge / discharge reaction of the lithium ion secondary battery is not sufficiently formed, it is difficult to obtain higher capacity and lower resistance.

一方、上記のタングステンのモル百分率が0.15mol%を超えると、遷移金属化合物表面を被覆するリチウム及びタングステンを含む化合物の量が増え、結果として得られる正極活物質表面を被覆するリチウム及びタングステンを含む化合物の割合が大きくなることにより重量当たりの容量が低下し、さらなる高容量化、低抵抗化が得られ難い。 On the other hand, when the molar percentage of tungsten exceeds 0.15 mol%, the amount of the compound containing lithium and tungsten covering the surface of the transition metal compound increases, and the resulting lithium and tungsten covering the surface of the positive electrode active material are obtained. As the proportion of the compound contained increases, the capacity per weight decreases, and it is difficult to obtain higher capacity and lower resistance.

よって上記の範囲とすれば、最適なリチウム及びタングステンを含む化合物の添加量となり、得られる正極活物質を、十分にリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆することができる。 Therefore, within the above range, the optimum amount of the compound containing lithium and tungsten is added, and the obtained positive electrode active material can be sufficiently coated with the compound containing lithium and tungsten.

また、リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液の重量は、上記遷移金属化合物の重量に対して、5~20wt%であることが好ましい。 The weight of the solution of the compound containing lithium and tungsten is preferably 5 to 20 wt% with respect to the weight of the transition metal compound.

リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液の重量が上記遷移金属化合物の重量に対して5wt%未満の場合、溶液が上記遷移金属化合物の表面に十分に行き渡らず、リチウム及びタングステンの化合物が上記遷移金属化合物の粒子表面を均一に被覆しないおそれがある。 When the weight of the solution of the compound containing lithium and tungsten is less than 5 wt% with respect to the weight of the transition metal compound, the solution does not sufficiently spread on the surface of the transition metal compound, and the compound of lithium and tungsten is the transition metal compound. There is a risk that the surface of the particles will not be covered evenly.

一方、リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液の重量が上記遷移金属化合物の重量に対して20wt%を超える場合、混合時に遷移金属化合物と、リチウム及びタングステンを含む化合物との混合物が、ペースト状になってしまいハンドリング性が極端に悪化すると共に、得られた混合物の乾燥に時間がかかるおそれがある。 On the other hand, when the weight of the solution of the compound containing lithium and tungsten exceeds 20 wt% with respect to the weight of the transition metal compound, the mixture of the transition metal compound and the compound containing lithium and tungsten becomes a paste at the time of mixing. As a result, the handleability is extremely deteriorated, and it may take time to dry the obtained mixture.

よって上記の範囲とすれば、最適なリチウム及びタングステンを含む化合物の添加量となり、得られる正極活物質を、十分にリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆することができる。 Therefore, within the above range, the optimum amount of the compound containing lithium and tungsten is added, and the obtained positive electrode active material can be sufficiently coated with the compound containing lithium and tungsten.

また、リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液は水溶液が好ましい。例えば、エタノール、メタノール、プロパノール等の有機溶媒を用いると、噴霧する際に溶媒が揮発しやすくなり、溶液中のリチウム及びタングステン濃度が上昇することで溶液の粘度が増加するおそれがあり、混合する際にリチウム及びタングステンを含む化合物の溶液が、遷移金属化合物表面に均一に被覆しない可能性が高くなる。よって、水溶液にすることの優位性は、混合する際に噴霧するがゆえの特徴である。また水溶液であれば溶液の取扱いが容易である。これにより、遷移金属化合物の表面をリチウム及びタングステンを含む化合物でより均一に被覆させることができる。 Further, the solution of the compound containing lithium and tungsten is preferably an aqueous solution. For example, when an organic solvent such as ethanol, methanol, or compound is used, the solvent tends to volatilize when sprayed, and the concentration of lithium and tungsten in the solution may increase, which may increase the viscosity of the solution. At this time, it is highly possible that the solution of the compound containing lithium and tungsten does not uniformly coat the surface of the transition metal compound. Therefore, the advantage of making an aqueous solution is a feature because it is sprayed at the time of mixing. If it is an aqueous solution, the solution is easy to handle. Thereby, the surface of the transition metal compound can be more uniformly coated with the compound containing lithium and tungsten.

上記リチウム及びタングステンを含む化合物は、タングステン酸リチウムが好ましい。また、さらに上記タングステン酸リチウムの組成式がLiWOであることが好ましい。このようにすれば、遷移金属化合物表面への相互作用が最適となり、タングステン酸リチウムをより均一に被覆することができる。なお、混合方法は公知の方法を用いればよい。 The compound containing lithium and tungsten is preferably lithium tungstate. Further, it is preferable that the composition formula of the lithium tungstate is Li 2 WO 4 . By doing so, the interaction with the surface of the transition metal compound is optimized, and lithium tungstate can be coated more uniformly. As the mixing method, a known method may be used.

<1-2.乾燥工程S2>
次に、上記混合工程S1後に乾燥工程S2にて、上記混合物を乾燥させ乾燥物を得る。乾燥条件としては、公知の条件を用いることができる。つまり温度や時間は公知の温度や時間で乾燥させればよい。
<1-2. Drying step S2>
Next, in the drying step S2 after the mixing step S1, the mixture is dried to obtain a dried product. Known conditions can be used as the drying conditions. That is, the temperature and time may be dried at a known temperature and time.

<1-3.焼成工程S3>
次に、上記乾燥工程S2後に、上記乾燥物とリチウム化合物とを混合し、焼成する。上記乾燥物とリチウム化合物とを混合する際には、一般的な混合機を使用することができ、例えば、シェーカーミキサーやレーディゲミキサー、ジュリアミキサー、Vブレンダーなどを用いてリチウムとタングステンの化合物を被覆した遷移金属化合物の二次粒子形状が破壊されない程度で、リチウム化合物を均一に混合してやればよい。
<1-3. Baking step S3>
Next, after the drying step S2, the dried product and the lithium compound are mixed and fired. When mixing the above dried product with the lithium compound, a general mixer can be used. For example, a shaker mixer, a Ladyge mixer, a Julia mixer, a V blender, or the like can be used to mix the lithium and tungsten compounds. The lithium compound may be uniformly mixed to the extent that the secondary particle shape of the transition metal compound coated with the above is not destroyed.

焼成工程S3で混合される上記リチウム化合物は、特に限定されないが、リチウム水酸化物、リチウムオキシ水酸化物、リチウム酸化物、リチウム炭酸塩、リチウム硝酸塩およびリチウムハロゲン化物から選ばれる少なくとも1種またはその混合物であることが好ましい。このようにすれば、焼成後に不純物が残留することを防止し、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が小さく、かつ高容量化が可能となる。特に、ニッケル複合水酸化物あるいはニッケル複合酸化物との反応性が良好なリチウム水酸化物を用いることが、より好ましい。 The lithium compound mixed in the firing step S3 is not particularly limited, but is at least one selected from lithium hydroxide, lithiumoxy hydroxide, lithium oxide, lithium carbonate, lithium nitrate and lithium halide, or at least one thereof. It is preferably a mixture. By doing so, it is possible to prevent impurities from remaining after firing, reduce the internal resistance of the lithium ion secondary battery, and increase the capacity. In particular, it is more preferable to use a nickel composite hydroxide or a lithium hydroxide having good reactivity with the nickel composite oxide.

混合工程S1で混合される、リチウム及びタングステンを含む化合物で被覆した遷移金属化合物とリチウム化合物の混合比は、特に限定されないが、下記に説明する焼成後の正極活物質におけるリチウムとリチウム以外の遷移金属元素の割合は、リチウム及びタングステンを含む化合物で被覆した遷移金属化合物と、焼成工程S3で混合されるリチウム化合物の混合物中のリチウムとリチウム以外の遷移金属元素の割合がほぼ維持される。 The mixing ratio of the transition metal compound coated with the compound containing lithium and tungsten and the lithium compound, which is mixed in the mixing step S1, is not particularly limited, but the transition between lithium and other than lithium in the positive electrode active material after firing described below. As for the ratio of the metal element, the ratio of lithium and the transition metal element other than lithium in the mixture of the transition metal compound coated with the compound containing lithium and tungsten and the lithium compound mixed in the firing step S3 is substantially maintained.

したがって、上記リチウム化合物におけるリチウムのモル比率は、上記遷移金属化合物のモル量に対して、0.98~1.25であることが好ましい。 Therefore, the molar ratio of lithium in the lithium compound is preferably 0.98 to 1.25 with respect to the molar amount of the transition metal compound.

リチウム化合物におけるリチウムのモル比率は、上記遷移金属化合物のモル量に対して、0.98未満では、得られる焼成粉末の結晶性が非常に悪くなることがある。一方、上記モル比率が1.25を超えると、二次粒子同士の焼結が進みやすくなって粗大粒子が生成したり、未反応のリチウムが残留し内部抵抗を大きくしたりするため好ましくない。 If the molar ratio of lithium in the lithium compound is less than 0.98 with respect to the molar amount of the transition metal compound, the crystallinity of the obtained calcined powder may be very poor. On the other hand, if the molar ratio exceeds 1.25, the sintering of the secondary particles is likely to proceed and coarse particles are generated, or unreacted lithium remains and the internal resistance is increased, which is not preferable.

よって、上記の範囲とすれば、焼成粉末の結晶性を良好に維持でき、また、焼成時の粒子同士の焼結の進行による粒子の粗大化を抑制することができる。従って、得られる焼成粉末の結晶性を向上させ、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が小さく、かつ高容量化が可能となる。 Therefore, within the above range, the crystallinity of the calcined powder can be maintained well, and the coarsening of the particles due to the progress of sintering of the particles at the time of calcining can be suppressed. Therefore, the crystallinity of the obtained calcined powder is improved, the internal resistance of the lithium ion secondary battery is small, and the capacity can be increased.

また、焼成工程S3は、酸化性雰囲気で、最高温度が650℃以上、780℃以下で行われることが好ましい。 Further, the firing step S3 is preferably performed in an oxidizing atmosphere with a maximum temperature of 650 ° C. or higher and 780 ° C. or lower.

最高温度が500℃を超える温度で焼成すれば、複合酸化物(リチウムニッケル複合酸化物)が生成されるものの、最高温度が650℃未満ではその結晶が未発達で構造的に不安定となる。このような複合酸化物(リチウムニッケル複合酸化物)を正極活物質として使用すると、充放電による相転移などにより容易に正極活物質の結晶構造が破壊されてしまう。また、一次粒子の成長も不十分となり、比表面積や空隙率が大きくなり過ぎることがある。 If the maximum temperature is more than 500 ° C., a composite oxide (lithium-nickel composite oxide) is produced, but if the maximum temperature is less than 650 ° C., the crystals are underdeveloped and structurally unstable. When such a composite oxide (lithium-nickel composite oxide) is used as the positive electrode active material, the crystal structure of the positive electrode active material is easily destroyed due to a phase transition due to charging and discharging. In addition, the growth of primary particles may be insufficient, and the specific surface area and porosity may become too large.

一方、最高温度が780℃を超えるような温度で焼成すれば、カチオンミキシングが生じやすくなり、リチウムニッケル複合酸化物の結晶内の層状構造が崩れ、リチウムイオンの挿入、脱離が困難となる可能性がある。しかも、リチウムニッケル複合酸化物の結晶が分解してしまい、酸化ニッケルなどが生成されてしまう可能性がある。さらに、複合酸化物粒子が焼結を起こし、粗大な複合酸化物粒子が形成されてしまい、リチウムニッケル複合酸化物の平均粒径が大きくなり過ぎることがある。そして、一次粒子が成長して、比表面積や空隙率が小さくなり過ぎることがある。結果として、上記の温度範囲にすることにより、さらなる高容量化、低抵抗化が可能となる。 On the other hand, if it is fired at a temperature such that the maximum temperature exceeds 780 ° C., cation mixing is likely to occur, the layered structure in the crystal of the lithium nickel composite oxide is destroyed, and it may be difficult to insert or remove lithium ions. There is sex. Moreover, there is a possibility that the crystals of the lithium nickel composite oxide will be decomposed and nickel oxide or the like will be produced. Further, the composite oxide particles may be sintered to form coarse composite oxide particles, and the average particle size of the lithium nickel composite oxide may become too large. Then, the primary particles may grow and the specific surface area and porosity may become too small. As a result, by setting the temperature in the above range, it is possible to further increase the capacity and reduce the resistance.

焼成工程での保持時間は、1~6時間とすることが好ましく、2~4時間とすることがより好ましい。保持時間が1時間未満では、結晶化が不十分になり、6時間を越えると焼成が進みすぎ、カチオンミキシングが生じる場合がある。 The holding time in the firing step is preferably 1 to 6 hours, more preferably 2 to 4 hours. If the retention time is less than 1 hour, crystallization will be insufficient, and if it exceeds 6 hours, calcination will proceed too much and cation mixing may occur.

この焼成は、非酸化性雰囲気でなければリチウムニッケル複合酸化物の合成が可能であり、18~100容量%の酸素と不活性ガスの混合ガス雰囲気とすることが好ましく、酸素濃度90容量%以上であることがより好ましい。 In this firing, a lithium nickel composite oxide can be synthesized unless the atmosphere is non-oxidizing, and it is preferable to use a mixed gas atmosphere of 18 to 100% by volume of oxygen and an inert gas, and the oxygen concentration is 90% by volume or more. Is more preferable.

酸素濃度18容量%以上、すなわち、大気雰囲気より酸素含有量が多い雰囲気で焼成すれば、リチウム化合物とニッケル複合水酸化物あるいはニッケル複合酸化物との反応性を上げることができる。反応性をさらに上げて、結晶性に優れたリチウムニッケル複合酸化物を得るために、酸素濃度90容量%以上の混合ガス雰囲気とすることがより好ましく、酸素雰囲気(酸素濃度98%以上)とすることがさらに好ましい。また、除湿及び除炭酸処理された雰囲気とすることが好ましい。 If the lithium compound is fired in an atmosphere having an oxygen concentration of 18% by volume or more, that is, an atmosphere having an oxygen content higher than that of the air atmosphere, the reactivity between the lithium compound and the nickel composite hydroxide or the nickel composite oxide can be improved. In order to further increase the reactivity and obtain a lithium nickel composite oxide having excellent crystallinity, it is more preferable to use a mixed gas atmosphere having an oxygen concentration of 90% by volume or more, and an oxygen atmosphere (oxygen concentration of 98% or more). Is even more preferred. Further, it is preferable to create an atmosphere that has been dehumidified and decarbonated.

上述した工程を経て得られた非水系二次電池用正極活物質が、一般式:LiNi1-x-yCoで表されることを特徴とする。(式中、Mは、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Nb、ZrおよびMoから選ばれる少なくとも1種の元素である。aは、0.95≦a≦1.11、xは0<x≦0.15、yは0<y≦0.07、x+y≦0.2、0.05≦z≦0.15を満たす数値である。)このようにすれば、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が小さく、かつ高容量化が得られる上記の一般式の非水系二次電池用正極活物質を提供することができる。 The positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery obtained through the above-mentioned steps is represented by a general formula: Lia Ni 1-xy Co x My W ZO 2 . (In the formula, M is at least one element selected from Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Nb, Zr and Mo. A is 0.95 ≦ a ≦ 1.11. x is a numerical value satisfying 0 <x ≦ 0.15, y is a numerical value satisfying 0 <y ≦ 0.07, x + y ≦ 0.2, 0.05 ≦ z ≦ 0.15.) It is possible to provide the above-mentioned general-type positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery, which has a small internal resistance of the secondary battery and can obtain a high capacity.

<2.遷移金属化合物>
次に、本発明の一実施形態に係る遷移金属化合物について説明する。本発明の一実施形態に係る遷移金属化合物は、Ni、Co、M(Mは、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Zrから選択される1種以上の元素)を含む遷移金属化合物である。そして、上記遷移金属化合物は、ニッケル複合酸化物もしくはニッケル複合水酸化物のいずれか1つ又はその混合物であって、上記遷移金属化合物は、一次粒子及びその一次粒子が凝集して構成された二次粒子からなる。また、上記一次粒子及びその一次粒子が凝集して構成された二次粒子の表面の少なくとも一部がリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆されていることを特徴とする。
<2. Transition metal compounds>
Next, the transition metal compound according to the embodiment of the present invention will be described. The transition metal compound according to one embodiment of the present invention is one or more elements selected from Ni, Co, M (M is Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Mo, Nb, Zr). ) Is a transition metal compound. The transition metal compound is any one of nickel composite oxides or nickel composite hydroxides or a mixture thereof, and the transition metal compound is composed of primary particles and the primary particles thereof aggregated together. It consists of next particles. Further, it is characterized in that at least a part of the surface of the primary particles and the secondary particles formed by aggregating the primary particles is coated with a compound containing lithium and tungsten.

このようにすれば、遷移金属化合物の粒子表面を広く均一に被覆することで、合成される正極活物質の内部の一次粒子表面をも容易に被覆させることができ、リチウムイオン二次電池の充放電反応時のリチウムの伝導パスが良好となり、リチウムイオン二次電池の高容量化及び低抵抗化が可能となる。 By doing so, by covering the particle surface of the transition metal compound widely and uniformly, the surface of the primary particles inside the positive electrode active material to be synthesized can also be easily coated, and the lithium ion secondary battery can be charged. The conduction path of lithium during the discharge reaction becomes good, and it becomes possible to increase the capacity and decrease the resistance of the lithium ion secondary battery.

また、上記リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、上記遷移金属化合物に含まれる上記Ni、Co及びMの合計のモル量に対し、0.05~0.15mol%とすることが好ましい。この範囲における臨界的意義は、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法で説明したものと同様である。 The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten may be 0.05 to 0.15 mol% with respect to the total molar amount of Ni, Co and M contained in the transition metal compound. preferable. The critical significance in this range is the same as that described in the method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention.

さらに、上記リチウム及びタングステンを含む化合物が、タングステン酸リチウムであり、上記タングステン酸リチウムの組成式がLiWOであることが好ましい。好ましい理由も、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法で説明したものと同様である。 Further, it is preferable that the compound containing lithium and tungsten is lithium tungstate, and the composition formula of the lithium tungstate is Li 2 WO 4 . The preferred reason is also the same as that described in the method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention.

次に、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法及び遷移金属化合物について、実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 Next, a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery and a transition metal compound according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Examples. The present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
(非水系二次電池用正極活物質の製造)
正極活物質の前駆体である遷移金属化合物は公知の方法で合成し、ニッケル複合酸化物(Ni0.88Co0.06Al0.06O)を用いた。そして、上記ニッケル複合酸化物と混合するリチウム及びタングステンを含む化合物の溶液は、下記のように作製した。
(Example 1)
(Manufacturing of positive electrode active material for non-aqueous secondary batteries)
The transition metal compound which is the precursor of the positive electrode active material was synthesized by a known method, and a nickel composite oxide (Ni 0.88 Co 0.06 Al 0.06 O) was used. Then, a solution of the compound containing lithium and tungsten to be mixed with the nickel composite oxide was prepared as follows.

粉末状の酸化タングステン115.9gに粉末状水酸化リチウム23.9gを混合し、白金坩堝中で200℃、2時間焼成し、タングステン酸リチウムを得た。得られたタングステン酸リチウムはXRD定性分析によりLiWOであることを確認した。坩堝ごと純水7.3lを入れたビーカーに投入し、タングステン酸リチウムを全量溶解させ、タングステン酸リチウム水溶液を得た。計算されるLiWOの生成から求めたタングステン酸リチウム水溶液の濃度は0.068mol/Lであった。 23.9 g of powdered lithium hydroxide was mixed with 115.9 g of powdered tungsten oxide and calcined at 200 ° C. for 2 hours in a platinum crucible to obtain lithium tungstate. The obtained lithium tungstate was confirmed to be Li 2 WO 4 by XRD qualitative analysis. The crucible was put into a beaker containing 7.3 liters of pure water, and the entire amount of lithium tungstate was dissolved to obtain an aqueous solution of lithium tungstate. The concentration of the lithium tungstate aqueous solution determined from the calculated production of Li 2 WO 4 was 0.068 mol / L.

混合工程として、上記ニッケル複合酸化物100gに、上記タングステン酸リチウム水溶液20g(ニッケル複合酸化物に対して20wt%)を噴霧して混合させ、混合物を得た。噴霧したタングステン酸リチウム水溶液中のタングステンの、ニッケル複合酸化物中のニッケル、コバルト、アルミの合計モル量に対するモル百分率(W/(NI+Co+Al))は、0.10mol%である。このタングステンの百分率濃度は、得られた正極活物質中のタングステン濃度となる。そして、乾燥工程として、上記混合物を120℃・12時間真空下で乾燥させた。 As a mixing step, 20 g of the lithium tungstic acid aqueous solution (20 wt% with respect to the nickel composite oxide) was sprayed onto 100 g of the nickel composite oxide and mixed to obtain a mixture. The molar percentage (W / (NI + Co + Al)) of tungsten in the sprayed aqueous solution of lithium tungstate to the total molar amount of nickel, cobalt, and aluminum in the nickel composite oxide is 0.10 mol%. The percentage concentration of this tungsten is the concentration of tungsten in the obtained positive electrode active material. Then, as a drying step, the above mixture was dried at 120 ° C. for 12 hours under vacuum.

焼成工程として、上記で得られたタングステン酸リチウムで被覆されたニッケル複合酸化物99.89gと水酸化リチウム32.64gをシェイカーミキサーで混合し、酸素雰囲気で、最高温度を675℃とし、3時間焼成して、タングステン酸リチウムで被覆されたリチウムニッケル複合酸化物を得て正極材料とした。 As a firing step, 99.89 g of the nickel composite oxide coated with lithium tungstate obtained above and 32.64 g of lithium hydroxide were mixed with a shaker mixer, and the maximum temperature was set to 675 ° C. for 3 hours in an oxygen atmosphere. It was calcined to obtain a lithium-nickel composite oxide coated with lithium tungstate, which was used as a positive electrode material.

この正極材料中のタングステン含有量をICP法により分析し、ニッケル、コバルトおよび添加元素Mの合計に対して0.10mol%の組成であることを確認した。 The tungsten content in this positive electrode material was analyzed by the ICP method, and it was confirmed that the composition was 0.10 mol% with respect to the total of nickel, cobalt and the additive element M.

(電池の製造及び評価)
正極活物質の評価には、図2に示す2032型コイン電池1(以下、コイン型電池1という)を使用した。図2に示すように、コイン型電池1は、ケース2と、このケース2内に収容された電極3とから構成されている。
(Battery manufacturing and evaluation)
A 2032 type coin battery 1 (hereinafter referred to as a coin type battery 1) shown in FIG. 2 was used for the evaluation of the positive electrode active material. As shown in FIG. 2, the coin-type battery 1 is composed of a case 2 and an electrode 3 housed in the case 2.

ケース2は、中空かつ一端が開口された正極缶2aと、この正極缶2aの開口部に配置される負極缶2bとを有しており、負極缶2bを正極缶2aの開口部に配置すると、負極缶2bと正極缶2aとの間に電極3を収容する空間が形成されるように構成されている。 The case 2 has a positive electrode can 2a that is hollow and has one end open, and a negative electrode can 2b that is arranged in the opening of the positive electrode can 2a. When the negative electrode can 2b is arranged in the opening of the positive electrode can 2a, , A space for accommodating the electrode 3 is formed between the negative electrode can 2b and the positive electrode can 2a.

電極3は、正極3a、セパレータ3cおよび負極3bとからなり、この順で並ぶように積層されており、正極3aが正極缶2aの内面に接触し、負極3bが負極缶2bの内面に接触するようにケース2に収容されている。 The electrode 3 is composed of a positive electrode 3a, a separator 3c, and a negative electrode 3b, and is laminated so as to be arranged in this order. The positive electrode 3a contacts the inner surface of the positive electrode can 2a, and the negative electrode 3b contacts the inner surface of the negative electrode can 2b. It is housed in the case 2.

なお、ケース2はガスケット2cを備えており、このガスケット2cによって、正極缶2aと負極缶2bとの間が非接触の状態を維持するように相対的な移動が固定されている。また、ガスケット2cは、正極缶2aと負極缶2bとの隙間を密封してケース2内と外部との間を気密液密に遮断する機能も有している。 The case 2 is provided with a gasket 2c, and the gasket 2c fixes the relative movement between the positive electrode can 2a and the negative electrode can 2b so as to maintain a non-contact state. Further, the gasket 2c also has a function of sealing the gap between the positive electrode can 2a and the negative electrode can 2b and airtightly blocking the space between the inside and the outside of the case 2.

用いたコイン型電池1は、以下のようにして製作した。まず、上記正極活物質52.5mg、アセチレンブラック15mgおよびポリテトラフッ化エチレン樹脂(PTFE)7.5mgを混合し、100MPaの圧力で直径11mm、厚み100μmにプレス成型して、正極3aを作製した。 The coin-type battery 1 used was manufactured as follows. First, 52.5 mg of the positive electrode active material, 15 mg of acetylene black and 7.5 mg of polytetrafluoroethylene resin (PTFE) were mixed and press-molded to a diameter of 11 mm and a thickness of 100 μm at a pressure of 100 MPa to prepare a positive electrode 3a.

次に作製した正極3aを真空乾燥機中120℃で12時間乾燥した。乾燥した正極3aと、負極3b、セパレータ3cおよび電解液とを用いて、図2のコイン型電池1を、露点が-80℃に管理されたAr雰囲気のグローブボックス内で作製した。 Next, the prepared positive electrode 3a was dried in a vacuum dryer at 120 ° C. for 12 hours. Using the dried positive electrode 3a, the negative electrode 3b, the separator 3c, and the electrolytic solution, the coin-type battery 1 of FIG. 2 was produced in a glove box having an Ar atmosphere in which the dew point was controlled to −80 ° C.

なお、負極3bには、直径14mmの円盤状に打ち抜かれた平均粒径20μm程度の黒鉛粉末とポリフッ化ビニリデンが銅箔に塗布された負極シートを用いた。また、セパレータ3cには、膜厚25μmのポリエチレン多孔膜を用いた。電解液は、1MのLiClOを支持電解質とするエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の等量混合液(富山薬品工業株式会社製)を用いた。 For the negative electrode 3b, a graphite powder having an average particle size of about 20 μm punched into a disk shape having a diameter of 14 mm and a negative electrode sheet coated with polyvinylidene fluoride on a copper foil were used. Further, as the separator 3c, a polyethylene porous membrane having a film thickness of 25 μm was used. As the electrolytic solution, an equal amount mixture of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) using 1M LiClO 4 as a supporting electrolyte (manufactured by Tomiyama Pure Chemical Industries, Ltd.) was used.

製造したコイン型電池1の性能を示す初期放電容量、正極抵抗は、以下の方法により評価した。初期放電容量は、コイン型電池1を製作してから24時間程度放置し、開回路電圧OCV(open circuit voltage)が安定した後、正極に対する電流密度を0.1mA/cmとしてカットオフ電圧4.3Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.0Vまで放電した時の容量を初期放電容量とした。 The initial discharge capacity and positive electrode resistance indicating the performance of the manufactured coin-type battery 1 were evaluated by the following methods. The initial discharge capacity is the cutoff voltage 4 with the current density for the positive electrode set to 0.1 mA / cm 2 after the open circuit voltage OCV (open circuit voltage) is stabilized by leaving it for about 24 hours after manufacturing the coin-type battery 1. The initial discharge capacity was defined as the capacity when the battery was charged to 3 V, paused for 1 hour, and then discharged to a cutoff voltage of 3.0 V.

正極抵抗は、コイン型電池1を充電電位4.1Vで充電して、周波数応答アナライザおよびポテンショガルバノスタット(ソーラトロン社製、1255B)を使用して交流インピーダンス法により測定して図3(A)に示すナイキストプロットを得た。なお図3(B)は図3(A)の回路図を示す。 The positive electrode resistance is measured by the AC impedance method using a frequency response analyzer and a potentiogalvanostat (manufactured by Solartron, 1255B) after charging the coin-type battery 1 with a charging potential of 4.1 V, and is shown in FIG. 3 (A). Obtained the Nyquist plot shown. Note that FIG. 3B shows a circuit diagram of FIG. 3A.

図3(A)に示す得られたナイキストプロットは、溶液抵抗、負極抵抗とその容量、および、正極抵抗とその容量を示す特性曲線の和として表しているため、このナイキストプロットに基づき等価回路を用いてフィッティング計算して、正極抵抗の値を算出した。 Since the obtained Nyquist plot shown in FIG. 3 (A) is represented as the sum of the solution resistance, the negative electrode resistance and its capacitance, and the characteristic curve showing the positive electrode resistance and its capacitance, an equivalent circuit is constructed based on this Nyquist plot. The value of the positive electrode resistance was calculated by using the fitting calculation.

その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は201.0mAh/g、正極抵抗は2.1Ωであった。 As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 201.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.1 Ω.

(実施例2)
実施例2として、タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、20wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.10mol%とした。焼成工程における最高温度を710℃とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 2)
In Example 2, the weight concentration of the aqueous solution of lithium tungstate was 20 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.10 mol%. The maximum temperature in the firing step was 710 ° C. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は202.0mAh/g、正極抵抗は2.1Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 202.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.1 Ω.

(実施例3)
実施例3として、タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、20wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.10mol%とした。焼成工程における最高温度を750℃とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 3)
In Example 3, the weight concentration of the aqueous solution of lithium tungstate was 20 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.10 mol%. The maximum temperature in the firing step was set to 750 ° C. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は203.0mAh/g、正極抵抗は2.0Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 203.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.0 Ω.

(実施例4)
実施例4として、混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液の濃度は0.034mol/Lとした。また、タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、20wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.05mol%とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 4)
In Example 4, the concentration of the lithium tungstate aqueous solution in the mixing step was 0.034 mol / L. The weight concentration of the lithium tungstate aqueous solution was 20 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.05 mol%. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は204.0mAh/g、正極抵抗は2.0Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 204.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.0 Ω.

(実施例5)
実施例5として、混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液の濃度は0.102mol/Lとした。タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、20wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.15mol%とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 5)
In Example 5, the concentration of the lithium tungstate aqueous solution in the mixing step was 0.102 mol / L. The weight concentration of the aqueous solution of lithium tungstate was 20 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.15 mol%. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は202.0mAh/g、正極抵抗は2.0Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 202.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.0 Ω.

(実施例6)
実施例6として、混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液の濃度は0.278mol/Lとした。タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、5wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.10mol%とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 6)
In Example 6, the concentration of the lithium tungstate aqueous solution in the mixing step was 0.278 mol / L. The weight concentration of the lithium tungstate aqueous solution was 5 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.10 mol%. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は201.0mAh/g、正極抵抗は2.1Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 201.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.1 Ω.

(実施例7)
実施例7として、混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液の濃度は0.139mol/Lとした。タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、10wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.10mol%とした。
(Example 7)
In Example 7, the concentration of the lithium tungstate aqueous solution in the mixing step was 0.139 mol / L. The weight concentration of the lithium tungstate aqueous solution was 10 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.10 mol%.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は201.0mAh/g、正極抵抗は2.1Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 201.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.1 Ω.

(実施例8)
実施例8として、混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液の濃度は0.091mol/Lとした。タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、15wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.10mol%とした。
(Example 8)
In Example 8, the concentration of the lithium tungstate aqueous solution in the mixing step was 0.091 mol / L. The weight concentration of the lithium tungstic acid aqueous solution was 15 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.10 mol%.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は202.0mAh/g、正極抵抗は2.0Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 202.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.0 Ω.

(実施例9)
実施例9として、タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、20wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.10mol%とした。焼成工程における最高温度を640℃とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 9)
In Example 9, the weight concentration of the lithium tungstate aqueous solution was 20 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.10 mol%. The maximum temperature in the firing step was 640 ° C. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は197.0mAh/g、正極抵抗は2.4Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 197.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.4 Ω.

(実施例10)
実施例10として、タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、20wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.10mol%とした。焼成工程における最高温度を800℃とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 10)
In Example 10, the weight concentration of the lithium tungstate aqueous solution was 20 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.10 mol%. The maximum temperature in the firing step was set to 800 ° C. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は196.5mAh/g、正極抵抗は2.4Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 196.5 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.4 Ω.

(実施例11)
実施例11として、混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液の濃度は0.139mol/Lとした。タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、20wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.20mol%とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 11)
In Example 11, the concentration of the lithium tungstate aqueous solution in the mixing step was 0.139 mol / L. The weight concentration of the aqueous solution of lithium tungstate was 20 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was 0.20 mol%. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は196.5mAh/g、正極抵抗は2.2Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 196.5 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.2 Ω.

(実施例12)
実施例12として、混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液の濃度は0.021mol/Lとした。タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、20wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.03mol%とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 12)
In Example 12, the concentration of the lithium tungstate aqueous solution in the mixing step was 0.021 mol / L. The weight concentration of the aqueous solution of lithium tungstate was 20 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was 0.03 mol%. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は197.0mAh/g、正極抵抗は2.5Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 197.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.5 Ω.

(実施例13)
実施例13として、混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液の濃度は0.056mol/Lとした。タングステン酸リチウム水溶液の重量濃度は、25wt%とした。リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.10mol%とした。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Example 13)
In Example 13, the concentration of the lithium tungstate aqueous solution in the mixing step was 0.056 mol / L. The weight concentration of the aqueous solution of lithium tungstate was 25 wt%. The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten was set to 0.10 mol%. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は197.0mAh/g、正極抵抗は2.4Ωであった。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 197.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.4 Ω.

(比較例1)
比較例1として混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液を噴霧して混合しなかった。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, an aqueous solution of lithium tungstate in the mixing step was sprayed and not mixed. Other conditions were the same as in Example 1.

また、実施例1と同様に電池の製造及び評価を行った。その結果、得られた正極活物質を用いたコイン型電池から求められた初期放電容量は196.0mAh/g、正極抵抗は2.5Ωであった。以上の条件における結果を表1に示した。 Further, the battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial discharge capacity obtained from the coin-type battery using the obtained positive electrode active material was 196.0 mAh / g, and the positive electrode resistance was 2.5 Ω. The results under the above conditions are shown in Table 1.


Figure 0007056035000001
Figure 0007056035000001

混合工程におけるタングステン酸リチウム水溶液を噴霧して混合した全ての実施例では、タングステン酸リチウム水溶液を噴霧して混合しない比較例と比べると、電池の初期放電容量が高くなり、かつ正極抵抗も小さい値となった。 In all the examples in which the lithium tungstate aqueous solution was sprayed and mixed in the mixing step, the initial discharge capacity of the battery was higher and the positive electrode resistance was smaller than in the comparative example in which the lithium tungstate aqueous solution was sprayed and not mixed. It became.

また、噴霧したタングステンのモル百分率が0.05~0.15mol%の範囲である実施例1と、上記の範囲外である実施例11、12を比べると、実施例1の方が電池の初期放電容量が高く、正極抵抗も小さい値となった。よって、リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、0.05~0.15mol%とすると、さらに電池の初期放電容量が高く、かつ正極抵抗も小さい値となることが分かった。 Further, comparing Example 1 in which the molar percentage of the sprayed tungsten is in the range of 0.05 to 0.15 mol% and Examples 11 and 12 outside the above range, Example 1 is the initial stage of the battery. The discharge capacity was high and the positive electrode resistance was also small. Therefore, it was found that when the molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten is 0.05 to 0.15 mol%, the initial discharge capacity of the battery is further high and the positive electrode resistance is also small.

また、リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液の重量濃度が5~20wt%である実施例1,6,7,8と上記の範囲外である実施例13を比べると、実施例1,6,7,8の方が電池の初期放電容量が高く、正極抵抗も小さい値となった。よって、リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液の重量濃度が5~20wt%とすると、さらに電池の初期放電容量が高く、かつ正極抵抗も小さい値となることが分かった。 Further, comparing Examples 1, 6, 7, and 8 in which the molality of the solution of the compound containing lithium and tungsten is 5 to 20 wt% and Example 13, which is outside the above range, Examples 1, 6, and 7. , 8 had a higher initial discharge capacity of the battery and a smaller positive electrode resistance. Therefore, it was found that when the molality of the solution of the compound containing lithium and tungsten is 5 to 20 wt%, the initial discharge capacity of the battery is further high and the positive electrode resistance is also small.

また、焼成工程における最高温度が650~780℃である実施例1,2,3と上記の範囲外である実施例9,10を比べると、実施例1,2,3の方が電池の初期放電容量が高く、正極抵抗も小さい値となった。よって、焼成工程における最高温度が650~780℃とすると、さらに電池の初期放電容量が高く、かつ正極抵抗も小さい値となることが分かった。 Further, comparing Examples 1, 2 and 3 in which the maximum temperature in the firing step is 650 to 780 ° C. and Examples 9 and 10 outside the above range, Examples 1, 2 and 3 are the initial batteries. The discharge capacity was high and the positive electrode resistance was also small. Therefore, it was found that when the maximum temperature in the firing step is 650 to 780 ° C., the initial discharge capacity of the battery is further high and the positive electrode resistance is also small.

以上より、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池用正極活物質の製造方法、遷移金属化合物によれば、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が小さく、かつ高容量化が得られる非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法及び遷移金属化合物を提供することができた。また、その製造方法は、容易で工業的規模での生産に適したものであり、その工業的価値は極めて大きい。 From the above, according to the method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery and the transition metal compound according to the embodiment of the present invention, the internal resistance of the lithium ion secondary battery is small and the capacity can be increased. We were able to provide a method for producing a positive electrode active material for an aqueous electrolyte secondary battery and a transition metal compound. Moreover, the manufacturing method is easy and suitable for production on an industrial scale, and its industrial value is extremely large.

なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。 Although each embodiment and each embodiment of the present invention have been described in detail as described above, those skilled in the art will be able to make many modifications that do not substantially deviate from the new matters and effects of the present invention. , Will be easy to understand. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention.

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また非水系二次電池用正極活物質の製造方法、遷移金属化合物の構成、動作も本発明の各実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 For example, a term described at least once in a specification or drawing with a different term in a broader or synonymous manner may be replaced by that different term anywhere in the specification or drawing. Further, the method for producing the positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery, the composition of the transition metal compound, and the operation are not limited to those described in each embodiment and each embodiment of the present invention, and various modifications can be carried out.

S1 混合工程、S2 乾燥工程、S3 焼成工程
1 2032型コイン電池、2 ケース、2a 正極缶、2b 負極缶、2c ガスケット、3 電極、3a 正極、3b 負極、3c セパレータ
S1 mixing process, S2 drying process, S3 firing process 1 2032 type coin battery, 2 cases, 2a positive electrode can, 2b negative electrode can, 2c gasket, 3 electrode, 3a positive electrode, 3b negative electrode, 3c separator

Claims (9)

正極活物質の前駆体である遷移金属化合物から製造される非水系二次電池用正極活物質の製造方法であって、
少なくとも、一次粒子及びその一次粒子が凝集して構成された二次粒子からなる前記遷移金属化合物と、合成したリチウム及びタングステンを含む化合物を溶解させた溶液とを混合させ混合物を得る混合工程と、
前記混合物を乾燥させ乾燥物を得る乾燥工程と、
前記乾燥物とリチウム化合物とを混合し、焼成する焼成工程とを有し、
前記混合工程では、前記リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液を噴霧して混合し、前記遷移金属化合物の表面の少なくとも一部をリチウム及びタングステンを含む化合物で被覆させ
前記リチウム及びタングステンを含む化合物が、タングステン酸リチウムであり、
前記タングステン酸リチウムの組成式がLi WO であることを特徴とする非水系二次電池用正極活物質の製造方法。
A method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery, which is produced from a transition metal compound which is a precursor of the positive electrode active material.
At least, a mixing step of mixing the transition metal compound composed of primary particles and secondary particles composed of aggregated primary particles with a solution in which a synthesized compound containing lithium and tungsten is dissolved to obtain a mixture.
A drying step of drying the mixture to obtain a dried product,
It has a firing step of mixing the dried product and a lithium compound and firing.
In the mixing step, a solution of the compound containing lithium and tungsten is sprayed and mixed, and at least a part of the surface of the transition metal compound is coated with the compound containing lithium and tungsten.
The compound containing lithium and tungsten is lithium tungstate.
A method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery, wherein the composition formula of lithium tungstate is Li 2 WO 4 .
前記遷移金属化合物は、Ni、Co、M(Mは、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Zrから選択される1種以上の元素)を含むニッケル複合酸化物もしくはニッケル複合水酸化物のいずれか1つ又はその混合物であることを特徴とする請求項1に記載の非水系二次電池用正極活物質の製造方法。 The transition metal compound is a nickel composite oxide containing Ni, Co, M (M is one or more elements selected from Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Mo, Nb, and Zr). The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein it is any one of nickel composite hydroxides or a mixture thereof. 前記リチウム及びタングステンを含む化合物中のタングステンのモル百分率は、前記遷移金属化合物に含まれる前記Ni、Co及びMの合計のモル量に対し、0.05~0.15mol%であることを特徴とする請求項2に記載の非水系二次電池用正極活物質の製造方法。 The molar percentage of tungsten in the compound containing lithium and tungsten is characterized by being 0.05 to 0.15 mol% with respect to the total molar amount of Ni, Co and M contained in the transition metal compound. The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to claim 2. 前記リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液の重量濃度は、前記遷移金属化合物の重量に対して、5~20wt%であることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の非水系二次電池用正極活物質の製造方法。 The non-aqueous system according to any one of claims 1 to 3, wherein the weight concentration of the solution of the compound containing lithium and tungsten is 5 to 20 wt% with respect to the weight of the transition metal compound. A method for manufacturing a positive electrode active material for a secondary battery. 前記リチウム及びタングステンを含む化合物の溶液は水溶液であることを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の非水系二次電池用正極活物質の製造方法。 The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the solution of the compound containing lithium and tungsten is an aqueous solution. 前記焼成工程で混合される前記リチウム化合物は、リチウム水酸化物、リチウムオキシ水酸化物、リチウム酸化物、リチウム炭酸塩、リチウム硝酸塩およびリチウムハロゲン化物から選ばれる少なくとも1種またはその混合物であることを特徴とする請求項1~の何れか1項に記載の非水系二次電池用正極活物質の製造方法。 The lithium compound mixed in the firing step is at least one selected from lithium hydroxide, lithiumoxy hydroxide, lithium oxide, lithium carbonate, lithium nitrate and lithium halide, or a mixture thereof. The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 5 , which is characterized by the above-mentioned method. 前記リチウム化合物におけるリチウムのモル比率は、前記遷移金属化合物のモル量に対して、0.98~1.25であることを特徴とする請求項1~の何れか1項に記載の非水系二次電池用正極活物質の製造方法。 The non-aqueous system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the molar ratio of lithium in the lithium compound is 0.98 to 1.25 with respect to the molar amount of the transition metal compound. A method for manufacturing a positive electrode active material for a secondary battery. 前記焼成工程は、酸化性雰囲気で、最高温度が650℃以上、780℃以下で行われることを特徴とする請求項1~の何れか1項に記載の非水系二次電池用正極活物質の製造方法。 The positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 7 , wherein the firing step is performed in an oxidizing atmosphere at a maximum temperature of 650 ° C. or higher and 780 ° C. or lower. Manufacturing method. 得られた非水系二次電池用正極活物質が、一般式:LiNi1-x-yCoで表されることを特徴とする請求項1~の何れか1項に記載の非水系二次電池用正極活物質の製造方法。
(式中、Mは、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Nb、ZrおよびMoから選ばれる少なくとも1種の元素である。aは、0.95≦a≦1.11、xは0<x≦0.15、yは0<y≦0.07、x+y≦0.2、0.05≦z≦0.15を満たす数値である。)
Any of claims 1 to 8 , wherein the obtained positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery is represented by a general formula: Lia Ni 1-xy Co x My W z O 2 . The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous secondary battery according to item 1.
(In the formula, M is at least one element selected from Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Nb, Zr and Mo. A is 0.95 ≦ a ≦ 1.11. x is a numerical value satisfying 0 <x ≦ 0.15, y is a numerical value satisfying 0 <y ≦ 0.07, x + y ≦ 0.2, 0.05 ≦ z ≦ 0.15).
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