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JP5547223B2 - Method for producing lithium nickel manganese cobalt composite oxide - Google Patents
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JP5547223B2 JP2012048690A JP2012048690A JP5547223B2 JP 5547223 B2 JP5547223 B2 JP 5547223B2 JP 2012048690 A JP2012048690 A JP 2012048690A JP 2012048690 A JP2012048690 A JP 2012048690A JP 5547223 B2 JP5547223 B2 JP 5547223B2
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Description

本発明はリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide.

従来、リチウム二次電池の正極活物質として、コバルト酸リチウムが用いられてきた。しかし、コバルトは希少金属であるため、コバルトの含有率が低いリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物が開発されている。   Conventionally, lithium cobaltate has been used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries. However, since cobalt is a rare metal, a lithium nickel manganese cobalt composite oxide having a low cobalt content has been developed.

リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法としては、例えば、特開2003−34538号公報(特許文献1)及び特開2003−183022(特許文献2)の実施例には、リチウム化合物、ニッケル化合物、マンガン化合物及びコバルト化合物とを混合してスラリーを調製し、得られたスラリーを湿式粉砕して、スラリー中の固形分の平均粒径が0.30μmのものを得、次いで、得られたスラリーを噴霧乾燥し、次いで、得られた造粒物を焼成することにより、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を製造する方法が開示されている。   Examples of a method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-34538 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-183022 (Patent Document 2). A slurry is prepared by mixing a manganese compound and a cobalt compound, and the resulting slurry is wet-pulverized to obtain a slurry having an average particle size of 0.30 μm in solid content. A method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide by spray drying and then firing the obtained granulated product is disclosed.

特開2003−34538号公報(実施例)JP 2003-34538 A (Example) 特開2003−183022号公報(実施例)JP 2003-183022 A (Example)

近年のリチウム二次電池においては、携帯電話、デジタルカメラ、ポータブルゲーム機さらには電気自動車等の需要が高まっており、これらの機器は充電を繰り返し行い、長時間連続で使用する観点から、容量維持率が高いことが要求されている。   In recent years, the demand for lithium secondary batteries such as mobile phones, digital cameras, portable game machines, and electric vehicles has been increasing. These devices can be recharged and maintain their capacity from the viewpoint of long-term continuous use. A high rate is required.

ところが、特許文献1の製造方法では、近年の高容量維持率の要求を満足するリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物は、得られないという問題があった。   However, the manufacturing method of Patent Document 1 has a problem in that a lithium nickel manganese cobalt composite oxide that satisfies the recent demand for a high capacity retention rate cannot be obtained.

従って、本発明の目的は、リチウム二次電池の容量維持率を高くすることができるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide capable of increasing the capacity retention rate of a lithium secondary battery.

本発明者らは、上記実情に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、少なくともニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含む噴霧乾燥原料粒子を分散媒中で、噴霧乾燥原料粒子の平均粒径が0.9〜1.6μmになるまで湿式粉砕し、次いで、噴霧乾燥して、BET比表面積が80〜100m/gのニッケル化合物、マンガン化合物及びコバルト化合物を含む噴霧乾燥物を得、これに、リチウム化合物を混合して焼成することにより、リチウム二次電池の容量維持率を高くすることができるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the inventors of the present invention have obtained, as a result, at least nickel compound particles, manganese compound particles, and cobalt compound particles in a dispersion medium. Is pulverized by wet pulverization until 0.9 to 1.6 μm, and then spray-dried to obtain a spray-dried product containing a nickel compound, a manganese compound and a cobalt compound having a BET specific surface area of 80 to 100 m 2 / g. In addition, the inventors have found that a lithium nickel manganese cobalt composite oxide capable of increasing the capacity retention rate of a lithium secondary battery can be obtained by mixing and firing a lithium compound, and the present invention has been completed. .

すなわち、本発明は、下記一般式(1):
LiNi1−y−zMnCo(1)
(式中、xは0.98≦x≦1.2、yは0<y≦0.5、zは0<z≦0.5を示す。但し、y+z<1.0である。)で表されるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法であって、
噴霧乾燥原料粒子として、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含有し、且つ、該噴霧乾燥原料粒子の平均粒径が0.9〜1.6μmであるスラリーを、噴霧乾燥して、BET比表面積が80〜100m/gであり、且つ、下記式(2):
粉砕試験前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率(%)=(Y1/X1)×100 (2)
(式(2)中、X1は、粉砕試験前の噴霧乾燥物の平均粒径を示す。Y1は、粉砕試験後の噴霧乾燥物の平均粒径を示す。)
により求められる噴霧乾燥物の粉砕試験前と粉砕試験後の平均粒径の維持率が、75〜97%である噴霧乾燥物を得る噴霧乾燥工程と、
該噴霧乾燥物と、リチウム化合物と、を混合して、焼成原料混合物を得る焼成原料混合工程と、
該焼成原料混合物を焼成し、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を得る焼成工程と、
を有することを特徴とするリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法を提供するものである。
That is, the present invention provides the following general formula (1):
Li x Ni 1-y-z Mn y Co z O 2 (1)
(Wherein x represents 0.98 ≦ x ≦ 1.2, y represents 0 <y ≦ 0.5, and z represents 0 <z ≦ 0.5, where y + z <1.0). A method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide represented by:
Spray-drying a slurry containing nickel compound particles, manganese compound particles and cobalt compound particles as the spray-drying raw material particles and having an average particle size of the spray-drying raw material particles of 0.9 to 1.6 μm, The BET specific surface area is 80 to 100 m 2 / g , and the following formula (2):
Maintenance ratio (%) of average particle diameter of spray-dried product before and after pulverization test = (Y1 / X1) × 100 (2)
(In Formula (2), X1 shows the average particle diameter of the spray-dried material before a crushing test. Y1 shows the average particle diameter of the spray-dried material after a crushing test.)
A spray-drying step of obtaining a spray-dried product having an average particle size maintenance rate of 75 to 97% before and after the pulverization test of the spray-dried product obtained by
A firing raw material mixing step of mixing the spray-dried product and a lithium compound to obtain a firing raw material mixture;
A firing step of firing the firing raw material mixture to obtain a lithium nickel manganese cobalt composite oxide;
A method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide characterized by comprising:

また、本発明は、更に、Ni、Mn及びCo以外の原子番号11以上の元素から選ばれるMe元素を含む、Me元素を有する化合物の1種又は2種以上を、前記噴霧乾燥工程、又は前記焼成原料混合工程の何れかの工程、あるいは両方の工程に添加することを特徴とするリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法を提供するものである。   Furthermore, the present invention further includes one or more of compounds having a Me element, including a Me element selected from elements having an atomic number of 11 or more other than Ni, Mn, and Co, the spray drying step, or the The present invention provides a method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide, which is added to any or both of the firing raw material mixing steps.

本発明によれば、リチウム二次電池の容量維持率を高くすることができるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the lithium nickel manganese cobalt complex oxide which can make the capacity | capacitance maintenance factor of a lithium secondary battery high can be provided.

本発明のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法は、下記一般式(1):
LiNi1−y−zMnCo (1)
(式中、xは0.98≦x≦1.2、yは0<y≦0.5、zは0<z≦0.5を示す。但し、y+z<1.0である。)で表されるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法であって、
噴霧乾燥原料粒子として、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含有し、且つ、噴霧乾燥原料粒子の平均粒径が0.9〜1.6μmであるスラリーを、噴霧乾燥して、BET比表面積が80〜100m/gの噴霧乾燥物を得る噴霧乾燥工程と、
該噴霧乾燥物と、リチウム化合物と、を混合して、焼成原料混合物を得る焼成原料混合工程と、
該焼成原料混合物を焼成し、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を得る焼成工程と、
を有することを特徴とするものである。
The method for producing the lithium nickel manganese cobalt composite oxide of the present invention has the following general formula (1):
Li x Ni 1-y-z Mn y Co z O 2 (1)
(Wherein x represents 0.98 ≦ x ≦ 1.2, y represents 0 <y ≦ 0.5, and z represents 0 <z ≦ 0.5, where y + z <1.0). A method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide represented by:
Spray-dried slurry containing nickel compound particles, manganese compound particles and cobalt compound particles as the spray-drying raw material particles, and having an average particle size of the spray-drying raw material particles of 0.9 to 1.6 μm, and BET A spray drying step for obtaining a spray dried product having a specific surface area of 80 to 100 m 2 / g;
A firing raw material mixing step of mixing the spray-dried product and a lithium compound to obtain a firing raw material mixture;
A firing step of firing the firing raw material mixture to obtain a lithium nickel manganese cobalt composite oxide;
It is characterized by having.

本発明のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法により得られるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物は、下記一般式(1):
LiNi1−y−zMnCo (1)
(式中、xは0.98≦x≦1.2、yは0<y≦0.5、zは0<z≦0.5を示す。但し、y+z<1.0である。)で表されるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物である。
そして、本発明のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法は、噴霧乾燥工程と、焼成原料混合工程と、焼成工程と、を有する。
The lithium nickel manganese cobalt composite oxide obtained by the method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide of the present invention has the following general formula (1):
Li x Ni 1-y-z Mn y Co z O 2 (1)
(Wherein x represents 0.98 ≦ x ≦ 1.2, y represents 0 <y ≦ 0.5, and z represents 0 <z ≦ 0.5, where y + z <1.0). It is a lithium nickel manganese cobalt composite oxide represented.
And the manufacturing method of the lithium nickel manganese cobalt complex oxide of this invention has a spray-drying process, a baking raw material mixing process, and a baking process.

本発明のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法に係る噴霧乾燥工程は、噴霧乾燥原料粒子として、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含有するスラリーを、噴霧乾燥して、噴霧乾燥物を得る工程である。   The spray drying step according to the method for producing the lithium nickel manganese cobalt composite oxide of the present invention includes spray drying a slurry containing nickel compound particles, manganese compound particles and cobalt compound particles as spray drying raw material particles, and spray drying. This is a process for obtaining a product.

噴霧乾燥工程において、噴霧乾燥されるスラリーは、噴霧乾燥原料粒子として、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含有する。   In the spray drying step, the slurry to be spray dried contains nickel compound particles, manganese compound particles, and cobalt compound particles as spray drying raw material particles.

噴霧乾燥工程に係るニッケル化合物は、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物のニッケル源となる化合物である。ニッケル化合物としては、特に制限されず、例えば、Ni(OH)、NiO、NiOOH等のニッケルの酸化物や水酸化物;NiCO、Ni(NO)、NiSO、NiSO、NiC等のニッケルの無機塩;脂肪酸ニッケル等の有機ニッケル化合物などが挙げられる。これらのうち、ニッケル化合物としては、Ni(OH)が、工業原料として安価に入手できる点、及び反応性が高いという点で、好ましい。ニッケル化合物は、1種単独であっても2種以上の組み合わせであってもよい。また、ニッケル化合物は、分散媒に難溶性の化合物であることが好ましい。 The nickel compound according to the spray drying process is a compound that becomes a nickel source of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide. The nickel compound is not particularly limited, and examples thereof include nickel oxides and hydroxides such as Ni (OH) 2 , NiO, and NiOOH; NiCO 3 , Ni (NO 3 ) 2 , NiSO 4 , NiSO 4 , NiC 2. Inorganic salts of nickel such as O 4 ; organic nickel compounds such as fatty acid nickel and the like. Among these, as the nickel compound, Ni (OH) 2 is preferable in that it can be obtained as an industrial raw material at low cost and has high reactivity. The nickel compound may be a single type or a combination of two or more types. The nickel compound is preferably a compound that is hardly soluble in the dispersion medium.

噴霧乾燥工程に係るマンガン化合物は、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物のマンガン源となる化合物である。マンガン化合物としては、特に制限されず、例えば、Mn(OH)、Mn、Mn、MnO、MnOOH等のマンガンの酸化物や水酸化物;MnCO、Mn(NO、MnSO等のマンガンの無機塩;ジカルボン酸マンガン、クエン酸マンガン、脂肪酸マンガン等の有機マンガン化合物などが挙げられる。これらのうち、マンガン化合物としては、MnCOが、反応性が高いという点で、好ましい。マンガン化合物は、1種単独であっても2種以上の組み合わせであってもよい。また、マンガン化合物は、分散媒に難溶性の化合物であることが好ましい。 The manganese compound according to the spray drying process is a compound that becomes a manganese source of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide. The manganese compound is not particularly limited, for example, Mn (OH) 2, Mn 3 O 4, Mn 2 O 3, MnO 2, MnOOH such oxides and hydroxides of manganese; MnCO 3, Mn (NO 3 ) 2 , inorganic salts of manganese such as MnSO 4 ; organic manganese compounds such as manganese dicarboxylate, manganese citrate, and manganese fatty acid. Among these, as the manganese compound, MnCO 3 is preferable in terms of high reactivity. The manganese compound may be used alone or in combination of two or more. The manganese compound is preferably a compound that is hardly soluble in the dispersion medium.

噴霧乾燥工程に係るコバルト化合物は、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物のコバルト源となる化合物である。コバルト化合物としては、特に制限されず、例えば、CoOOH、Co(OH)、CoO、Co、Co等のコバルトの酸化物や水酸化物;Co(NO、Co(SO等のコバルトの無機塩;Co(OAc)等の有機コバルト化合物などが挙げられる。これらのうち、コバルト化合物としては、CoOOHが、焼成工程の際にNOx、SOx等の有害ガスを発生させない点で好ましく、さらには工業的に安価に入手できる点及び反応性が高い点で、好ましい。コバルト化合物は、1種単独であっても2種以上の組み合わせであってもよい。また、コバルト化合物は、分散媒に難溶性の化合物であることが好ましい。 The cobalt compound which concerns on a spray-drying process is a compound used as the cobalt source of lithium nickel manganese cobalt complex oxide. The cobalt compound is not particularly limited, and examples thereof include cobalt oxides and hydroxides such as CoOOH, Co (OH) 2 , CoO, Co 2 O 3 , and Co 3 O 4 ; Co (NO 3 ) 2 , Co Inorganic salts of cobalt such as (SO 4 ) 2 ; organic cobalt compounds such as Co (OAc) 2 and the like. Of these, as the cobalt compound, CoOOH is preferable in that it does not generate harmful gases such as NOx and SOx during the firing step, and more preferable in terms of being industrially available at low cost and high reactivity. . The cobalt compound may be a single type or a combination of two or more types. The cobalt compound is preferably a compound that is hardly soluble in the dispersion medium.

噴霧乾燥原料に含まれるニッケル化合物、マンガン化合物及びコバルト化合物は、いずれにおいても製造履歴は問わないが、可及的に不純物含有量が少ないものが好ましい。   The nickel compound, manganese compound, and cobalt compound contained in the spray-dried raw material may have any production history, but those having as little impurity content as possible are preferable.

噴霧乾燥工程において、噴霧乾燥されるスラリーでは、分散媒に、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含む噴霧乾燥原料粒子が分散されている。分散媒としては、水、水と水溶性有機溶媒との混合分散媒が挙げられる。   In the spray-drying process, in the slurry to be spray-dried, spray-drying raw material particles containing nickel compound particles, manganese compound particles, and cobalt compound particles are dispersed in a dispersion medium. Examples of the dispersion medium include water and a mixed dispersion medium of water and a water-soluble organic solvent.

噴霧乾燥工程において、噴霧乾燥されるスラリー中のニッケル化合物、マンガン化合物及びコバルト化合物の含有比は、どのような組成比のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を製造するかにより、適宜選択されるが、原子換算のモル比で、Ni/(Ni+Mn+Co)が0.5以上1未満、好ましくは0.5以上0.95以下、Mn/(Ni+Mn+Co)が0より大きく0.5以下、好ましくは0より大きく0.4以下、Co/(Ni+Mn+Co)が0より大きく0.5以下、好ましくは0より大きく0.4以下である。   In the spray drying step, the content ratio of the nickel compound, manganese compound, and cobalt compound in the slurry to be spray dried is appropriately selected depending on what composition ratio of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is manufactured. In molar ratio in terms of atom, Ni / (Ni + Mn + Co) is 0.5 or more and less than 1, preferably 0.5 or more and 0.95 or less, and Mn / (Ni + Mn + Co) is more than 0 and 0.5 or less, preferably more than 0. 0.4 or less, Co / (Ni + Mn + Co) is larger than 0 and 0.5 or smaller, preferably larger than 0 and 0.4 or smaller.

噴霧乾燥工程において、噴霧乾燥されるスラリー中の噴霧乾燥原料粒子の濃度は、スラリー全体に対する噴霧乾燥原料粒子の質量割合で、好ましくは5〜60質量%、特に好ましくは10〜50質量%、更に好ましくは15〜40質量%である。   In the spray drying step, the concentration of the spray-dried raw material particles in the slurry to be spray-dried is a mass ratio of the spray-dried raw material particles to the whole slurry, preferably 5 to 60% by weight, particularly preferably 10 to 50% by weight, Preferably it is 15-40 mass%.

噴霧乾燥工程において、噴霧乾燥されるスラリーに、他に、ポイズ2100(花王社製)、SN5468(サンノプコ社製)等の分散剤などの添加剤を含有させることができる。   In the spray-drying step, the slurry to be spray-dried may further contain additives such as a dispersant such as Poise 2100 (manufactured by Kao Corporation) and SN5468 (manufactured by San Nopco).

噴霧乾燥工程において、噴霧乾燥されるスラリー中の噴霧乾燥原料粒子の平均粒径は、0.9〜1.6μm、好ましくは1.0〜1.5μm、特に好ましくは1.1〜1.4μmである。スラリー中の噴霧乾燥原料粒子の平均粒径が上記範囲にあることにより、リチウム二次電池の容量維持率が高くなる。なお、噴霧乾燥原料粒子の平均粒径とは、スラリーがニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含有する場合は、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子の混合物の平均粒径を指す。
なお、噴霧乾燥工程で、噴霧乾燥されるスラリーに後述するMe元素を有する化合物を添加した場合は、スラリー中の噴霧乾燥原料粒子の平均粒径とは、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子、コバルト化合物粒子及びMe元素を有する化合物粒子の平均粒径を示す。
In the spray drying step, the average particle diameter of the spray dried raw material particles in the slurry to be spray dried is 0.9 to 1.6 μm, preferably 1.0 to 1.5 μm, particularly preferably 1.1 to 1.4 μm. It is. When the average particle diameter of the spray-dried raw material particles in the slurry is in the above range, the capacity retention rate of the lithium secondary battery is increased. The average particle size of the spray-dried raw material particles is the average particle size of the mixture of nickel compound particles, manganese compound particles and cobalt compound particles when the slurry contains nickel compound particles, manganese compound particles and cobalt compound particles. Point to.
In addition, when a compound having a Me element described later is added to the slurry to be spray-dried in the spray-drying step, the average particle size of the spray-drying raw material particles in the slurry is nickel compound particles, manganese compound particles, cobalt compounds The average particle diameter of the compound particle which has particle | grains and Me element is shown.

噴霧乾燥されるスラリーは、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を、分散媒中で、湿式粉砕することにより得られる。このとき、レーザー回折・散乱法により求められるスラリー中の噴霧乾燥原料粒子の平均粒径が、0.9〜1.6μm、好ましくは1.0〜1.5μm、特に好ましくは1.1〜1.4μmとなるまで、湿式粉砕を行う。湿式粉砕では、湿式粉砕の条件を適宜選択することにより、スラリー中の噴霧乾燥原料粒子の平均粒径を制御することができる。   The slurry to be spray-dried is obtained by wet-grinding nickel compound particles, manganese compound particles, and cobalt compound particles in a dispersion medium. At this time, the average particle diameter of the spray-dried raw material particles in the slurry obtained by the laser diffraction / scattering method is 0.9 to 1.6 μm, preferably 1.0 to 1.5 μm, particularly preferably 1.1 to 1. Perform wet milling to 4 μm. In the wet pulverization, the average particle size of the spray-dried raw material particles in the slurry can be controlled by appropriately selecting the wet pulverization conditions.

湿式粉砕を行うための装置としては、メディアミルを用いることがスラリー中の噴霧乾燥原料粒子の平均粒径を前記範囲となるように制御することが容易になるから好ましく、メディアミルとしては、ビーズミル、ボールミル、ペイントシェーカー、アトライタ、サンドミル等が挙げられる。   As a device for performing wet pulverization, it is preferable to use a media mill because it becomes easy to control the average particle diameter of spray-dried raw material particles in the slurry to be in the above range. , Ball mill, paint shaker, attritor, sand mill and the like.

例えば、ビーズミルを用いて湿式粉砕を行う場合、噴霧乾燥原料粒子の濃度、分散剤の使用の有無や濃度、ビーズの粒径、ミル周波数、湿式粉砕の処理回数、投入速度等の湿式粉砕条件を、適宜選択することにより、湿式粉砕により得られるスラリー、すなわち、噴霧乾燥されるスラリー中の噴霧乾燥原料粒子の平均粒径を調節する。   For example, when wet pulverization is performed using a bead mill, the wet pulverization conditions such as the concentration of spray-dried raw material particles, the presence / absence and concentration of a dispersant, the bead particle size, the mill frequency, the number of wet pulverization treatments, the input speed, etc. By appropriately selecting, the average particle size of the spray-dried raw material particles in the slurry obtained by wet pulverization, that is, the slurry to be spray-dried is adjusted.

そして、噴霧乾燥工程では、噴霧乾燥原料粒子が所定の粒子性状となるように調節された上記スラリーを、噴霧乾燥することにより、噴霧乾燥物を得る。   In the spray drying step, a spray-dried product is obtained by spray-drying the slurry adjusted so that the spray-drying raw material particles have a predetermined particle property.

噴霧乾燥工程において、スラリーを噴霧乾燥する方法としては、スラリーの液滴を高温の気体中に噴霧して、スラリー中の分散媒を蒸発させることができる方法であれば、特に制限されず、通常の噴霧乾燥方法が用いられる。例えば、噴霧乾燥装置内に、乾燥用の気体を供給しつつ、装置内の温度を乾燥温度に保った状態で、回転円盤ノズル、2流体及び4流体ノズル等の噴霧ノズルから、装置内に、スラリーの液滴を噴霧する方法が挙げられる。   In the spray drying process, the method of spray drying the slurry is not particularly limited as long as it is a method capable of spraying the droplets of the slurry into a high-temperature gas and evaporating the dispersion medium in the slurry. The spray drying method is used. For example, while supplying the drying gas into the spray drying apparatus, while maintaining the temperature in the apparatus at the drying temperature, from the spray nozzles such as the rotary disk nozzle, the two-fluid and the four-fluid nozzle, The method of spraying the droplet of a slurry is mentioned.

噴霧乾燥工程において、スラリーを噴霧乾燥する際の噴霧乾燥温度は、好ましくは100〜400℃、特に好ましくは200〜400℃、更に好ましくは220〜350℃である。スラリーを噴霧乾燥する際の噴霧乾燥温度が上記範囲より低いと、噴霧乾燥物の凝集性が低下し、後述する適度な粒子強度を持った凝集体が得られ難く、より崩れ易いものが得られる傾向があり、一方、噴霧乾燥温度が上記範囲より高いと、気孔率(細孔体積)が小さくなり、リチウム化合物との反応性が低くなる傾向がある。   In the spray drying step, the spray drying temperature when the slurry is spray dried is preferably 100 to 400 ° C, particularly preferably 200 to 400 ° C, and further preferably 220 to 350 ° C. If the spray drying temperature when the slurry is spray-dried is lower than the above range, the agglomeration property of the spray-dried product is lowered, and it is difficult to obtain an agglomerate having an appropriate particle strength, which will be described later. On the other hand, when the spray drying temperature is higher than the above range, the porosity (pore volume) tends to be small and the reactivity with the lithium compound tends to be low.

噴霧乾燥工程において、スラリーを噴霧する際のスラリーの液滴の大きさであるが、好ましくは噴霧乾燥物の径が5〜50μm、特に好ましくは噴霧乾燥物の径が7〜30μmとなるようなスラリーの液滴の径が選択される。   In the spray-drying step, the size of the slurry droplets when the slurry is sprayed is preferably such that the diameter of the spray-dried product is 5 to 50 μm, particularly preferably the diameter of the spray-dried product is 7 to 30 μm. The diameter of the slurry droplets is selected.

噴霧乾燥工程を行い得られる噴霧乾燥物は、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含む造粒物であり、これらの化合物の凝集体である。   The spray-dried product obtained by performing the spray-drying step is a granulated product containing nickel compound particles, manganese compound particles and cobalt compound particles, and is an aggregate of these compounds.

噴霧乾燥工程を行い得られる噴霧乾燥物のBET比表面積は、80〜100m/g、好ましくは82〜95m/gである。噴霧乾燥物のBET比表面積が上記範囲にあることにより、リチウム二次電池の容量維持率が高くなる。一方、噴霧乾燥物のBET比表面積が上記範囲より小さいと、物理吸着力が弱まり、後述する適度な粒子強度を持った凝集体が得られ難く、リチウム化合物との混合の際、より解れやすい噴霧乾燥物になり、また、噴霧乾燥物のBET比表面積が上記範囲より大きくなると、サイクル特性が低いリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物になる。なお、噴霧乾燥原料の粉砕工程での条件を適宜選択することにより、噴霧乾燥物のBET比表面積を上記範囲にすることができる。 The BET specific surface area of the spray-dried product obtained by performing the spray-drying step is 80 to 100 m 2 / g, preferably 82 to 95 m 2 / g. When the BET specific surface area of the spray-dried product is in the above range, the capacity retention rate of the lithium secondary battery is increased. On the other hand, when the BET specific surface area of the spray-dried product is smaller than the above range, the physical adsorption force is weakened, and it is difficult to obtain an aggregate having an appropriate particle strength, which will be described later. When it becomes a dried product and the BET specific surface area of the spray-dried product is larger than the above range, a lithium nickel manganese cobalt composite oxide having low cycle characteristics is obtained. In addition, the BET specific surface area of a spray-dried material can be made into the said range by selecting suitably the conditions in the grinding | pulverization process of a spray-drying raw material.

噴霧乾燥物の平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求められる平均粒径で、好ましくは5〜50μm、特に好ましくは7〜30μmである。噴霧乾燥物の平均粒径が上記範囲にあることにより、最終的に得られるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物で電池を作製する際、電極への塗布工程の安定性が増し、微粒の発生が抑えられ、電池の安全性が良好なものとなる。   The average particle diameter of the spray-dried product is an average particle diameter determined by a laser diffraction / scattering method, and is preferably 5 to 50 μm, particularly preferably 7 to 30 μm. When the average particle size of the spray-dried product is in the above range, the stability of the coating process on the electrode is increased and the generation of fine particles is suppressed when a battery is produced with the finally obtained lithium nickel manganese cobalt composite oxide. As a result, the safety of the battery is improved.

噴霧乾燥工程を行い得られる噴霧乾燥物は、適度に粉砕したニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含む凝集体であるが、適度な粒子強度を持った凝集体であることが、物性、例えば、凝集体の平均粒径などを制御する点で、好ましい。ここで、噴霧乾燥物が適度な粒子強度を持った凝集体であるとは、下記式(2)により求められる噴霧乾燥物の粉砕試験前と粉砕試験後の平均粒径の維持率が、75〜97%であること、好ましくは80〜95%であることを指す。
粉砕試験前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率(%)=(Y1/X1)×100 (2)
(式(2)中、X1は、粉砕試験前の噴霧乾燥物の平均粒径を示す。Y1は、粉砕試験後の噴霧乾燥物の平均粒径を示す。)
式(2)中、X1は、噴霧乾燥物の粉砕試験前の平均粒径であり、Y1は、噴霧乾燥物の粉砕試験後の平均粒径である。なお、式(2)中のX1及びY1の噴霧乾燥物の平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求められる平均粒径である。また、粉砕試験方法は、機械的混合手段として、家庭用ミキサー(MX−X4、松下電器産業社製)を用い、噴霧乾燥物を、60秒間、粉砕処理する方法である。この粉砕試験前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率が高いほど、焼成原料混合工程で、噴霧乾燥物(凝集体)の形状をより保持した状態で、リチウム化合物との混合が可能になるが、本発明者らは、この粉砕試験前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率を特定の範囲にすることにより、平均粒径を制御するのに好ましいことを見出した。
The spray-dried product obtained by performing the spray-drying process is an aggregate containing moderately pulverized nickel compound particles, manganese compound particles, and cobalt compound particles, but the physical properties must be an aggregate with appropriate particle strength. For example, it is preferable in terms of controlling the average particle size of the aggregate. Here, when the spray-dried product is an aggregate having an appropriate particle strength, the maintenance ratio of the average particle diameter before and after the pulverization test of the spray-dried product obtained by the following formula (2) is 75. -97%, preferably 80-95%.
Maintenance ratio (%) of average particle diameter of spray-dried product before and after pulverization test = (Y1 / X1) × 100 (2)
(In Formula (2), X1 shows the average particle diameter of the spray-dried material before a crushing test. Y1 shows the average particle diameter of the spray-dried material after a crushing test.)
In Formula (2), X1 is an average particle diameter before the pulverization test of the spray-dried product, and Y1 is an average particle size after the pulverization test of the spray-dried product. In addition, the average particle diameter of the spray dried product of X1 and Y1 in Formula (2) is an average particle diameter calculated | required by the laser diffraction / scattering method. The pulverization test method is a method of pulverizing the spray-dried product for 60 seconds using a household mixer (MX-X4, manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) as a mechanical mixing means. The higher the maintenance ratio of the average particle size of the spray-dried product before and after the pulverization test, the more possible the mixing with the lithium compound in the state of maintaining the shape of the spray-dried product (aggregate) in the firing raw material mixing step. However, the present inventors have found that it is preferable to control the average particle diameter by setting the maintenance ratio of the average particle diameter of the spray-dried product before and after the pulverization test within a specific range.

焼成原料混合工程は、噴霧乾燥物とリチウム化合物とを混合して焼成原料混合物を得る工程である。   The firing raw material mixing step is a step of obtaining a fired raw material mixture by mixing the spray-dried product and the lithium compound.

焼成原料混合工程に係るリチウム化合物は、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物のリチウム源となる化合物である。リチウム化合物としては、特に制限されず、例えば、LiOH・HO、LiO等のリチウムの酸化物又は水酸化物;LiCO、LiNO、LiSO等のリチウムの無機塩;アルキルリチウム、酢酸リチウム等の有機リチウム化合物などが挙げられる。これらのうち、リチウム化合物としては、LiOH・HO、LiCOが好ましい。 The lithium compound according to the firing raw material mixing step is a compound that becomes a lithium source of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide. The lithium compound is not particularly limited, and examples thereof include lithium oxides or hydroxides such as LiOH.H 2 O and Li 2 O; and lithium inorganic salts such as Li 2 CO 3 , LiNO 3 , and Li 2 SO 4. An organic lithium compound such as alkyllithium and lithium acetate; Among them, the lithium compound, LiOH · H 2 O, the Li 2 CO 3 preferred.

リチウム化合物の平均粒径は、好ましくは1〜100μm、特に好ましくは5〜80μmである。リチウム化合物の平均粒径が上記範囲にあることにより、噴霧乾燥物との均一混合が可能になり、反応性が良好となる。   The average particle size of the lithium compound is preferably 1 to 100 μm, particularly preferably 5 to 80 μm. When the average particle size of the lithium compound is in the above range, uniform mixing with the spray-dried product is possible, and the reactivity is improved.

噴霧乾燥物に対するリチウム化合物の混合量は、噴霧乾燥物がニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含む噴霧乾燥物の場合、原子換算のモル比で、Li/(Ni+Mn+Co)が、0.98〜1.20、好ましくは1.00〜1.10、特に好ましくは1.01〜1.05となる量である。   When the spray-dried product is a spray-dried product containing nickel compound particles, manganese compound particles, and cobalt compound particles, Li / (Ni + Mn + Co) is set to a molar ratio in terms of an atom of 0. The amount is 98 to 1.20, preferably 1.00 to 1.10, particularly preferably 1.01 to 1.05.

噴霧乾燥工程を行い得られる噴霧乾燥物は、粒子が凝集した凝集体であるが、前述したようにスラリー中の噴霧乾燥原料粒子の平均粒径が0.9〜1.6μm、好ましくは1.0〜1.5μm、特に好ましくは1.1〜1.4μmだと、適度の粒子強度を持った凝集体を形成させることが容易になる。焼成原料混合工程では、機械的混合手段により混合処理を行うことができる。また、焼成原料混合工程に係る噴霧乾燥物は、リチウム化合物との反応性に優れているため、電池膨れの原因となる残存する炭酸リチウム、又は炭酸リチウム及び水酸化リチウムの残存量が少ないものが得られる。   The spray-dried product obtained by performing the spray-drying step is an aggregate in which particles are aggregated, and as described above, the average particle size of the spray-dried raw material particles in the slurry is 0.9 to 1.6 μm, preferably 1. When the thickness is from 0 to 1.5 μm, particularly preferably from 1.1 to 1.4 μm, it becomes easy to form an aggregate having an appropriate particle strength. In the firing raw material mixing step, a mixing process can be performed by mechanical mixing means. In addition, since the spray-dried product according to the firing raw material mixing step is excellent in reactivity with the lithium compound, the remaining lithium carbonate or the remaining amount of lithium carbonate and lithium hydroxide that causes battery swelling is low. can get.

焼成原料混合工程で、噴霧乾燥物と、リチウム化合物を混合する方法としては、例えば、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、リボンブレンダー、V型混合機等の機械的撹拌手段を用いて、噴霧乾燥物とリチウム化合物とを混合する方法が挙げられる。   As a method of mixing the spray-dried product and the lithium compound in the firing raw material mixing step, for example, using a mechanical stirring means such as a Henschel mixer, a Nauter mixer, a ribbon blender, or a V-type mixer, The method of mixing with a lithium compound is mentioned.

また、焼成原料混合工程では、物性、例えば、凝集体の平均粒径を制御する点で、下記式(3)により求められる混合処理前と混合処理後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率を75〜97%とすることが好ましく、80〜95%とすることが特に好ましい。
混合処理前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率(%)=(Y2/X2)×100 (3)
(式(3)中、X2は、噴霧乾燥物と、リチウム化合物との混合処理前の噴霧乾燥物の平均粒径を示す。Y2は、噴霧乾燥物、リチウム化合物との混合処理後の噴霧乾燥物の平均粒径を示す。)
式(3)中、X2は、焼成原料混合工程でリチウム化合物と混合される噴霧乾燥物の平均粒径であり、焼成原料混合工程で、リチウム化合物と混合される前の噴霧乾燥物の平均粒径である。また、式(3)中、Y2は、焼成原料混合工程で、リチウム化合物と、噴霧乾燥物との混合処理を行った後の焼成原料混合物中の噴霧乾燥物の平均粒径である。なお、Y2の値は、焼成原料混合工程で噴霧乾燥物と、リチウム化合物とを混合する際の混合条件と同じ条件で、噴霧乾燥物を単独で処理した後の噴霧乾燥物の平均粒径を求めることにより、求められる値である。また、式(3)中のX2及びY2の噴霧乾燥物の平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求められる平均粒径である。
なお、後述するMe元素を有する化合物を焼成原料混合工程で、リチウム化合物と一緒に添加した場合は、式(3)のX2は、焼成原料混合工程でリチウム化合物及びMe元素を有する化合物と混合される噴霧乾燥物の平均粒径であり、焼成原料混合工程で、リチウム化合物とMe元素を有する化合物と混合される前の噴霧乾燥物の平均粒径である。また、式(3)中、Y2は、焼成原料混合工程で、リチウム化合物及びMe元素を有する化合物と、噴霧乾燥物との混合処理を行った後の焼成原料混合物中の噴霧乾燥物の平均粒径を示す。
In the firing raw material mixing step, the maintenance ratio of the average particle size of the spray-dried product before and after the mixing treatment obtained by the following formula (3) in terms of controlling the physical properties, for example, the average particle size of the aggregate. Is preferably 75 to 97%, particularly preferably 80 to 95%.
Maintenance ratio (%) of average particle diameter of spray-dried product before and after mixing treatment = (Y2 / X2) × 100 (3)
(In Formula (3), X2 represents the average particle size of the spray-dried product before the mixing treatment with the spray-dried product and the lithium compound. Y2 is the spray-drying after the mixing treatment with the spray-dried product and the lithium compound. Indicates the average particle size of the product.)
In formula (3), X2 is the average particle size of the spray-dried product mixed with the lithium compound in the firing raw material mixing step, and the average particle size of the spray-dried product before being mixed with the lithium compound in the firing material mixing step Is the diameter. Moreover, in Formula (3), Y2 is an average particle diameter of the spray-dried material in the baking raw material mixture after performing the mixing process of a lithium compound and a spray-dried material at a baking raw material mixing process. In addition, the value of Y2 is the average particle diameter of the spray-dried product after treating the spray-dried product alone under the same conditions as the mixing conditions for mixing the spray-dried product and the lithium compound in the firing raw material mixing step. It is a value obtained by obtaining. Moreover, the average particle diameter of the spray-dried product of X2 and Y2 in the formula (3) is an average particle diameter obtained by a laser diffraction / scattering method.
In addition, when the compound having the Me element described later is added together with the lithium compound in the firing raw material mixing step, X2 in the formula (3) is mixed with the lithium compound and the compound having the Me element in the firing raw material mixing step. The average particle size of the spray-dried product before being mixed with the lithium compound and the compound having the Me element in the firing raw material mixing step. Moreover, in Formula (3), Y2 is an average particle | grain of the spray dried material in the baking raw material mixture after performing the mixing process with the compound which has a lithium compound and Me element, and a spray dried material at a baking raw material mixing process. Indicates the diameter.

焼成工程は、焼成原料混合物を焼成して、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を得る工程である。   The firing step is a step of firing the firing raw material mixture to obtain a lithium nickel manganese cobalt composite oxide.

焼成工程において、焼成原料混合物を焼成する際の焼成温度は、750〜1000℃、好ましくは870〜950℃である。焼成原料混合物の焼成温度が、上記範囲にあることにより、X線回折分析において単相のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物が得られ、また、リチウム二次電池の容量維持率が高く、更にはリチウム二次電池の放電容量が高くなる。焼成原料混合物を焼成する際の焼成時間は、1〜30時間、好ましくは3〜20時間である。焼成原料混合物を焼成する際の焼成雰囲気は、特に制限されるものではなく、大気雰囲気又は酸素雰囲気が挙げられる。   In the firing step, the firing temperature when firing the firing raw material mixture is 750 to 1000 ° C, preferably 870 to 950 ° C. When the firing temperature of the firing raw material mixture is in the above range, a single-phase lithium nickel manganese cobalt composite oxide is obtained in the X-ray diffraction analysis, and the capacity retention rate of the lithium secondary battery is high. The discharge capacity of the secondary battery is increased. The firing time when firing the firing raw material mixture is 1 to 30 hours, preferably 3 to 20 hours. The firing atmosphere when firing the firing raw material mixture is not particularly limited, and examples include an air atmosphere or an oxygen atmosphere.

そして、焼成工程で、焼成原料混合物を焼成した後、適宜冷却し、必要に応じて解砕すると、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物が得られる。   And after baking a baking raw material mixture by a baking process, when it cools suitably and it crushes as needed, lithium nickel manganese cobalt complex oxide will be obtained.

また、本発明は、リチウム二次電池の安全性及びサイクル性能をいっそう向上させることを目的として、更に、Ni、Mn及びCo以外の原子番号11以上の元素から選ばれるMe元素を含む、Me元素を有する化合物の1種又は2種以上を、前記噴霧乾燥工程、又は前記焼成原料混合工程の何れかの工程、あるいは両方の工程に添加することが出来る。   In addition, the present invention aims to further improve the safety and cycle performance of a lithium secondary battery, and further includes a Me element containing a Me element selected from elements having an atomic number of 11 or more other than Ni, Mn, and Co. 1 type or 2 types or more of the compound which has can be added to either the process of the said spray-drying process or the said baking raw material mixing process, or both processes.

Me元素を有する化合物に係るMe元素としては、Ni、Mn及びCo以外の原子番号11以上の元素であり、好ましくは、B、Mg、Ca、Al、Si、P、Ti、Fe、Ga、Zr、Nb、Mo、Sn、W及びBiから選ばれる1種又は2種以上の元素が挙げられる。
Me元素を有する化合物は、これらのMe元素の酸化物、水酸化物、オキシ水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、有機酸塩等が挙げられ、これは1種又は2種以上で用いられる。
また、Me元素を有する化合物は、製造履歴は問わないが、可及的に不純物含有量が少ないものが好ましい。
The Me element related to the compound having the Me element is an element having an atomic number of 11 or more other than Ni, Mn, and Co, and preferably B, Mg, Ca, Al, Si, P, Ti, Fe, Ga, Zr. , Nb, Mo, Sn, W and Bi, or one or more elements.
Examples of the compound having the Me element include oxides, hydroxides, oxyhydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, phosphates, and organic acid salts of these Me elements. Used in seeds and above.
Further, the compound having the Me element is not limited in the production history, but is preferably one having as little impurity content as possible.

噴霧乾燥工程及び/又は焼成原料混合工程におけるMe元素を有する化合物の添加量は、原子換算のモル比で、Me/(Ni+Mn+Co)が0.0005〜0.02、好ましくは0.001〜0.01となる量である。   The addition amount of the compound having the Me element in the spray drying step and / or the firing raw material mixing step is an atomic conversion molar ratio, and Me / (Ni + Mn + Co) is 0.0005 to 0.02, preferably 0.001 to 0.00. The amount is 01.

なお、噴霧乾燥工程で添加するMe元素を有する化合物は、分散媒に難溶性の化合物であり、また、Me元素を有する化合物の添加は、噴霧乾燥されるスラリー中へ他の製造原料と同様に添加することが、得られる噴霧乾燥物のBET比表面積が前述した80〜100m/g、好ましくは82〜95m/gであり、また、前記した式(2)で示される噴霧乾燥物の粉砕試験前と粉砕試験後の平均粒径の維持率が前述した範囲のものが容易に得られる観点で好ましい。 The compound having the Me element added in the spray drying step is a compound that is hardly soluble in the dispersion medium, and the addition of the compound having the Me element is performed in the same manner as other manufacturing raw materials into the slurry to be spray dried. The BET specific surface area of the obtained spray-dried product is 80-100 m 2 / g, preferably 82-95 m 2 / g, and the spray-dried product represented by the above formula (2) is added. The average particle size retention rate before and after the pulverization test is preferable from the viewpoint of easily obtaining the above-mentioned range.

また、焼成原料混合工程で添加するMe元素を有する化合物は、分散媒に難溶性の化合物であっても分散媒に溶解する化合物のいずれであってもよい。また、焼成原料混合工程で添加するMe元素を有する化合物の平均粒径は、好ましくは0.1〜50μm、特に好ましくは0.5〜10μmである。Me元素を有する化合物の平均粒径が上記範囲にあることにより、噴霧乾燥物及びリチウム化合物との均一混合が可能になり、反応性が良好となる。   The compound having the Me element added in the firing raw material mixing step may be either a compound that is hardly soluble in the dispersion medium or a compound that is soluble in the dispersion medium. Moreover, the average particle diameter of the compound which has Me element added at a baking raw material mixing process becomes like this. Preferably it is 0.1-50 micrometers, Most preferably, it is 0.5-10 micrometers. When the average particle diameter of the compound having the Me element is in the above range, the spray-dried product and the lithium compound can be uniformly mixed, and the reactivity is improved.

焼成原料混合工程において、Me元素を有する化合物を添加する場合のリチウム化合物の添加量は、原子換算のモル比で、Li/(Ni+Mn+Co+Me)が0.98〜1.20、好ましくは1.00〜1.10、特に好ましくは1.01〜1.05となる量である。   In the firing raw material mixing step, the addition amount of the lithium compound in the case of adding the compound having the Me element is an atomic conversion molar ratio, and Li / (Ni + Mn + Co + Me) is 0.98 to 1.20, preferably 1.00 The amount is 1.10, particularly preferably 1.01 to 1.05.

本発明のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法を行い得られるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物は、好ましくは下記一般式(1’):
LiNi1−y−z−aMnCoMe (1’)
(式(1’)中、MeはNi、Mn及びCo以外の原子番号11以上の元素を示す。xは0.98≦x≦1.2、yは0<y≦0.5、zは0<z≦0.5、aは0≦a≦0.1を示す。但し、y+z+a<1.0である。)
で表されるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物である。
The lithium nickel manganese cobalt composite oxide obtained by carrying out the method for producing the lithium nickel manganese cobalt composite oxide of the present invention is preferably the following general formula (1 ′):
Li x Ni 1-y-z -a Mn y Co z Me a O 2 (1 ')
(In the formula (1 ′), Me represents an element having an atomic number of 11 or more other than Ni, Mn, and Co. x is 0.98 ≦ x ≦ 1.2, y is 0 <y ≦ 0.5, and z is (0 <z ≦ 0.5, a represents 0 ≦ a ≦ 0.1, where y + z + a <1.0)
Lithium nickel manganese cobalt composite oxide represented by

リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求められる平均粒径で、好ましくは5〜30μm、特に好ましくは5〜25μmである。リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の平均粒径が上記範囲にあることにより、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の粒子径が電極上の塗布厚みの範囲内となり、塗布性、例えば、電極の折り曲げ強度等が良好となる。   The average particle diameter of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is an average particle diameter determined by a laser diffraction / scattering method, preferably 5 to 30 μm, and particularly preferably 5 to 25 μm. When the average particle diameter of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is in the above range, the particle diameter of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide falls within the range of the coating thickness on the electrode, and the coating property, for example, the bending strength of the electrode, etc. Becomes better.

リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物のBET比表面積は、好ましくは0.1〜0.7m/g、特に好ましくは0.2〜0.5m/gである。リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物のBET比表面積が上記範囲を超えると、反応面積が広くなり、残留アルカリ量が増加し、電池膨れ量が増加し、安全性が低くなり易い。リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物のBET比表面積が、上記範囲にあることにより、電池の安全性が高くなる。 BET specific surface area of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is preferably 0.1~0.7m 2 / g, particularly preferably 0.2 to 0.5 m 2 / g. When the BET specific surface area of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide exceeds the above range, the reaction area is widened, the residual alkali amount is increased, the battery swelling amount is increased, and the safety is likely to be lowered. When the BET specific surface area of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is in the above range, the safety of the battery is increased.

リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の加圧密度は、好ましくは3.0〜4.0g/mL、特に好ましくは3.3〜3.8g/mLである。リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の加圧密度が上記範囲にあることにより、リチウム二次電池の体積当たりの容量が高くなる。なお、本発明において、加圧密度とは、測定対象試料を、圧縮用の成形器に入れ、3トン/cmの圧力で圧縮した状態の測定対象試料の密度である。 The pressure density of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is preferably 3.0 to 4.0 g / mL, particularly preferably 3.3 to 3.8 g / mL. When the pressure density of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is in the above range, the capacity per volume of the lithium secondary battery is increased. In the present invention, the pressurized density is the density of the sample to be measured in a state where the sample to be measured is put in a molding machine for compression and compressed with a pressure of 3 ton / cm 2 .

リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の電極密度は、好ましくは2.7〜3.1g/mL、特に好ましくは2.8〜3.1g/mLである。リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の電極密度が上記範囲にあることにより、リチウム二次電池の体積当たりの容量が高くなる。なお、本発明において、電極密度とは、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を集電体上に塗布し、実際の電極を作製し、厚み及び質量を測定し、厚み及び質量から集電体分を差し引いて算出されるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の密度である。   The electrode density of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is preferably 2.7 to 3.1 g / mL, particularly preferably 2.8 to 3.1 g / mL. When the electrode density of the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is in the above range, the capacity per volume of the lithium secondary battery is increased. In the present invention, the electrode density means that a lithium nickel manganese cobalt composite oxide is applied on a current collector, an actual electrode is produced, the thickness and mass are measured, and the current collector content is calculated from the thickness and mass. It is the density of lithium nickel manganese cobalt composite oxide calculated by subtracting.

リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物に残存する炭酸リチウムは、好ましくは0.20質量%以下、特に好ましくは0.19質量%以下である。また、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物に残存する水酸化リチウムは、好ましくは0.30質量%以下、特に好ましくは0.20質量%以下である。リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物に残存する炭酸リチウム及び水酸化リチウムが上記範囲にあることにより、リチウム二次電池の膨れを抑えることができ、安全性を向上させることができる。   The lithium carbonate remaining in the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is preferably 0.20% by mass or less, and particularly preferably 0.19% by mass or less. The lithium hydroxide remaining in the lithium nickel manganese cobalt composite oxide is preferably 0.30% by mass or less, particularly preferably 0.20% by mass or less. When the lithium carbonate and lithium hydroxide remaining in the lithium nickel manganese cobalt composite oxide are in the above range, swelling of the lithium secondary battery can be suppressed, and safety can be improved.

本発明のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法により得られるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物は、リチウム二次電池の正極活物質として用いられる。   The lithium nickel manganese cobalt composite oxide obtained by the method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide of the present invention is used as a positive electrode active material for a lithium secondary battery.

そして、本発明のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法により得られるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を正極活物質として用いることにより、リチウム二次電池の容量維持率を高くすることができる。   And the capacity | capacitance maintenance factor of a lithium secondary battery can be made high by using the lithium nickel manganese cobalt complex oxide obtained by the manufacturing method of the lithium nickel manganese cobalt complex oxide of this invention as a positive electrode active material.

なお、噴霧乾燥工程において噴霧乾燥されるスラリー中の噴霧乾燥原料粒子の平均粒径、噴霧乾燥工程を行い得られる噴霧乾燥物の平均粒径、及び焼成原料混合工程で混合されるリチウム化合物の平均粒径、並びに本発明のリチウムマンガンニッケルコバルト複合酸化物の製造方法により得られるリチウムマンガンニッケルコバルト複合酸化物の平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求められる平均粒径であり、マイクロトラックMT3300EXII粒度分析計(日機装社製、MTEX−SDU)を用いて測定される平均粒径及び粒度分布である。   In addition, the average particle diameter of the spray-dried raw material particles in the slurry to be spray-dried in the spray-drying process, the average particle diameter of the spray-dried product obtained by performing the spray-drying process, and the average of the lithium compound mixed in the firing raw material mixing process The average particle size of the lithium manganese nickel cobalt composite oxide obtained by the particle size and the method for producing the lithium manganese nickel cobalt composite oxide of the present invention is an average particle size determined by a laser diffraction / scattering method, and Microtrack MT3300EXII It is an average particle diameter and particle size distribution measured using a particle size analyzer (the Nikkiso Co., Ltd. make, MTEX-SDU).

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1〜5及び比較例1〜3)
(イ)噴霧乾燥工程
オキシ水酸化コバルト(平均粒径14.0μm)、炭酸マンガン(平均粒径27.3μm)、水酸化ニッケル(平均粒径20.3μm)、リン酸カルシウム(平均粒径7.9μm)及び二酸化ジルコニウム(平均粒径1.1μm)を用い、表1に示す割合となるように秤量し、純水を入れた攪拌用の容器に投入し、固形分濃度が25質量%のスラリーになるように調製し、分散剤のポイズ2100を固形分に対して5質量%の割合になるように仕込んだ。この混合スラリーを1時間混合し、固形分濃度が25質量%のスラリーを調製した。
湿式粉砕工程ではビーズミルを用い、直径0.5mmのジルコニアボールを19.3kg仕込み、粉砕強度(周速)とパス回数の条件を制御しながら、粉砕処理を行うことで、各種の粉砕処理品を含むスラリーを調製した。
スラリー中の固形分の平均粒径は、レーザー回折・散乱法(社名:日機装製、品名:マイクロトラックMT3300EXII粒度分析計、型式:MTEX−SDU)により求めた。
(Examples 1-5 and Comparative Examples 1-3)
(I) Spray drying step Cobalt oxyhydroxide (average particle size 14.0 μm), manganese carbonate (average particle size 27.3 μm), nickel hydroxide (average particle size 20.3 μm), calcium phosphate (average particle size 7.9 μm) ) And zirconium dioxide (average particle size: 1.1 μm), weighed to the ratio shown in Table 1, and put into a stirring vessel containing pure water to make a slurry with a solid content concentration of 25 mass%. Then, a poise 2100 of a dispersant was charged so as to have a ratio of 5% by mass with respect to the solid content. This mixed slurry was mixed for 1 hour to prepare a slurry having a solid content concentration of 25% by mass.
In the wet pulverization process, 19.3 kg of zirconia balls with a diameter of 0.5 mm are charged using a bead mill, and pulverization is performed while controlling the conditions of pulverization strength (peripheral speed) and the number of passes. A slurry containing was prepared.
The average particle size of the solid content in the slurry was determined by a laser diffraction / scattering method (company name: Nikkiso Co., Ltd., product name: Microtrac MT3300EXII particle size analyzer, model: MTEX-SDU).

Figure 0005547223
Figure 0005547223

次いで、入口の温度を表2の温度に設定したスプレードライヤーに、表2に示した供給速度で各種スラリーを供給し、噴霧乾燥物を得た。得られた噴霧乾燥物の諸物性を表2に示す。   Next, various slurries were supplied to the spray dryer whose inlet temperature was set to the temperature shown in Table 2 at the supply rate shown in Table 2 to obtain a spray-dried product. Table 2 shows various physical properties of the obtained spray-dried product.

更に、噴霧乾燥物のみを家庭用ミキサー(MX−X4、松下電器産業社製)を用いて、毎分20,000回の回転速度で60秒粉砕し、粉砕試験を行う前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率を下記式(2)で評価した。
粉砕試験前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率(%)=(Y1/X1)×100 (2)
X1は、粉砕試験前の噴霧乾燥物の平均粒径であり、Y1は、噴霧乾燥物を単独で粉砕試験した後の噴霧乾燥物の平均粒径である。
Furthermore, only the spray-dried product was ground for 60 seconds at a rotation speed of 20,000 times per minute using a household mixer (MX-X4, manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) The maintenance ratio of the average particle diameter was evaluated by the following formula (2).
Maintenance ratio (%) of average particle diameter of spray-dried product before and after pulverization test = (Y1 / X1) × 100 (2)
X1 is the average particle size of the spray-dried product before the pulverization test, and Y1 is the average particle size of the spray-dried product after the pulverization test of the spray-dried product alone.

Figure 0005547223
Figure 0005547223

(ロ)焼成原料混合工程
この噴霧乾燥物と炭酸リチウム(平均粒径6.1μm)とを、噴霧乾燥物中のNi原子、Mn原子、Co原子及びMe原子の合計の原子モル数に対するLi原子のモル比(Li/(Ni+Mn+Co+Me))が表3の配合割合になるように秤量し、混合装置として家庭用ミキサー(MX−X4、松下電器産業社製)を用いて、毎分20,000回の回転速度で60秒混合処理を行い、焼成原料混合物を得た。なお、焼成原料混合工程での噴霧乾燥物とリチウム化合物との混合処理条件は、上記粉砕試験条件と同じなので、焼成原料混合工程における、混合処理前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率(%)は、表2に示す粉砕試験前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率と同じである。
(B) Firing raw material mixing step This spray-dried product and lithium carbonate (average particle size 6.1 μm) are Li atoms relative to the total atomic moles of Ni, Mn, Co, and Me atoms in the spray-dried product. The molar ratio (Li / (Ni + Mn + Co + Me)) was weighed so as to have the blending ratio shown in Table 3, and using a household mixer (MX-X4, manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) as a mixing device, 20,000 times per minute A mixing process was performed at a rotational speed of 60 seconds to obtain a firing raw material mixture. In addition, since the mixing treatment conditions of the spray dried product and the lithium compound in the firing raw material mixing step are the same as the above pulverization test conditions, the maintenance ratio of the average particle size of the spray dried product before and after the mixing treatment in the firing raw material mixing step ( %) Is the same as the maintenance ratio of the average particle diameter of the spray-dried product before and after the grinding test shown in Table 2.

(ハ)焼成工程
上記で得られた焼成原料混合物を表3に示す温度と時間、大気雰囲気下にKDF炉で焼成し、冷却後、焼成物を粉砕、分級してリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物試料を得た。
(C) Firing step The calcined raw material mixture obtained above is calcined in a KDF furnace under the temperature, time and air atmosphere shown in Table 3, and after cooling, the calcined product is pulverized and classified to obtain a lithium nickel manganese cobalt composite oxide. A sample was obtained.

Figure 0005547223
Figure 0005547223

(実施例6)
(イ)噴霧乾燥工程
実施例1と同様にして噴霧乾燥物を得た。
(Example 6)
(I) Spray drying step A spray-dried product was obtained in the same manner as in Example 1.

(ロ)焼成原料混合工程
この噴霧乾燥物と炭酸リチウム(平均粒径6.1μm)及びMe元素を有する化合物としてリン酸カルシウム(平均粒径7.9μm)とを用いた。炭酸リチウムの配合量は、噴霧乾燥物中のNi原子、Mn原子、Co原子及びMe原子の合計の原子モル数に対するLi原子のモル比(Li/(Ni+Mn+Co+Me))が表4の配合割合になるように秤量した。また、リン酸カルシウムの配合量は、噴霧乾燥物中のNi原子、Mn原子、Co原子の合計の原子モル数に対するMe原子のモル比(Me/(Ni+Mn+Co))が表4の配合割合になるように秤量した。
これらの噴霧乾燥物、炭酸リチウム及びリン酸カルシウムを、混合装置として家庭用ミキサー(MX−X4、松下電器産業社製)を用いて、毎分20,000回の回転速度で60秒混合処理を行い、焼成原料混合物を得た。焼成原料混合工程における、混合処理前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率(%)は、表2の実施例1に示す粉砕試験前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率と同じになった。
(B) Firing raw material mixing step This spray-dried product, lithium carbonate (average particle size 6.1 μm), and calcium phosphate (average particle size 7.9 μm) were used as the compound having the Me element. As for the compounding amount of lithium carbonate, the molar ratio of Li atom to the total number of moles of Ni atom, Mn atom, Co atom and Me atom in the spray-dried product (Li / (Ni + Mn + Co + Me)) is the compounding ratio shown in Table 4. Weighed as follows. In addition, the compounding amount of calcium phosphate is such that the molar ratio of Me atoms (Me / (Ni + Mn + Co)) to the total number of moles of Ni atoms, Mn atoms, and Co atoms in the spray-dried product is the blending ratio shown in Table 4. Weighed.
These spray-dried products, lithium carbonate and calcium phosphate are mixed for 60 seconds at a rotational speed of 20,000 rotations per minute using a home mixer (MX-X4, manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) as a mixing device. A firing raw material mixture was obtained. In the firing raw material mixing step, the maintenance ratio (%) of the average particle size of the spray-dried product before and after the mixing treatment is the same as the maintenance rate of the average particle size of the spray-dried product before and after the grinding test shown in Example 1 of Table 2. became.

(ハ)焼成工程
上記で得られた焼成原料混合物を表4に示す温度と時間により、大気雰囲気下にKDF炉で焼成し、冷却後、焼成物を粉砕、分級してリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物試料を得た。
(C) Firing step The firing raw material mixture obtained above is fired in a KDF furnace in the atmosphere at the temperature and time shown in Table 4, and after cooling, the fired product is pulverized and classified to obtain lithium nickel manganese cobalt composite oxidation. A physical sample was obtained.

(実施例7)
(イ)噴霧乾燥工程
実施例1と同様にして噴霧乾燥物を得た。
(Example 7)
(I) Spray drying step A spray-dried product was obtained in the same manner as in Example 1.

(ロ)焼成原料混合工程
Me元素を有する化合物として二酸化ジルコニウム(平均粒径1.1μm)を使用すること以外は、実施例6と同じ方法で実施して焼成原料混合物を得た。焼成原料混合工程における、混合処理前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率(%)は、表2の実施例1に示す粉砕試験前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率と同じになった。
(B) Firing raw material mixing step A calcining raw material mixture was obtained in the same manner as in Example 6 except that zirconium dioxide (average particle size 1.1 μm) was used as the compound having the Me element. In the firing raw material mixing step, the maintenance ratio (%) of the average particle size of the spray-dried product before and after the mixing treatment is the same as the maintenance rate of the average particle size of the spray-dried product before and after the grinding test shown in Example 1 of Table 2. became.

(ハ)焼成工程
上記で得られた焼成原料混合物を表4に示す温度と時間により、大気雰囲気下にKDF炉で焼成し、冷却後、焼成物を粉砕、分級してリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物試料を得た。
(C) Firing step The firing raw material mixture obtained above is fired in a KDF furnace in the atmosphere at the temperature and time shown in Table 4, and after cooling, the fired product is pulverized and classified to obtain lithium nickel manganese cobalt composite oxidation. A physical sample was obtained.

Figure 0005547223
Figure 0005547223

<リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の物性評価>
実施例及び比較例で得られたリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物について、平均粒径、BET比表面積、加圧密度、電極密度、LiCO含有量、LiOH含有量を求めた。また、その結果を表5に示す。
(平均粒径の測定)
リチウムニッケルマンガン複合酸化物(二次粒子)の平均粒子を、レーザー回折・散乱法により求めた。
(加圧密度の測定)
測定対象試料3gを計り採り、両軸成形器(底面の面積:7.07cm)内に投入し、プレス機を用いて3トン/cmの圧力を1分間加えた状態で、測定対象試料のプレス物の高さを測定し、測定対象試料の質量と体積(両軸成形器の底面の面積及びプレス物の厚さから算出)から、測定対象試料の加圧密度を算出した。
(電極密度の測定)
測定対象試料から作製した電極の直径と厚みを測定する。ここから集電体の厚みと質量を差し引いた値から正極材の密度を算出する。なお正極材とはリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物95質量%、黒鉛粉末2.5質量%、及びポリフッ化ビニリデン2.5質量%の混合物であり、電極作成時のプレス圧は線圧で0.6ton/cmとした。
<Evaluation of physical properties of lithium nickel manganese cobalt composite oxide>
For the obtained lithium nickel manganese cobalt composite oxide in Examples and Comparative Examples, the average particle diameter, BET specific surface area, pressure compaction degree, electrode density, LiCO 3 content was determined LiOH content. The results are shown in Table 5.
(Measurement of average particle size)
Average particles of lithium nickel manganese composite oxide (secondary particles) were determined by a laser diffraction / scattering method.
(Measurement of pressure density)
Weighing 3 g of the sample to be measured, putting it in a biaxial molding machine (bottom area: 7.07 cm 2 ), and applying a pressure of 3 tons / cm 2 for 1 minute using a press machine, The height of the pressed product was measured, and the pressure density of the sample to be measured was calculated from the mass and volume of the sample to be measured (calculated from the area of the bottom surface of the biaxial molding machine and the thickness of the pressed product).
(Measurement of electrode density)
The diameter and thickness of the electrode produced from the sample to be measured are measured. The density of the positive electrode material is calculated from the value obtained by subtracting the thickness and mass of the current collector from here. The positive electrode material is a mixture of 95% by mass of lithium nickel manganese cobalt composite oxide, 2.5% by mass of graphite powder, and 2.5% by mass of polyvinylidene fluoride. 6 ton / cm.

(LiCO含有量及びLiOH含有量の測定)
測定対象試料5g、純水100gをビーカーに計り採り、マグネチックスターラーを用いて5分間撹拌した。次いで、撹拌後の試料液をろ過し、そのろ液30mlを自動滴定装置(型式COMTITE−2500)にて0.1N−HClで滴定し、LiCO含有量及びLiOH含有量を算出した。
(Measurement of Li 2 CO 3 content and LiOH content)
5 g of a sample to be measured and 100 g of pure water were weighed in a beaker and stirred for 5 minutes using a magnetic stirrer. Next, the sample solution after stirring was filtered, and 30 ml of the filtrate was titrated with 0.1 N HCl with an automatic titrator (model COMMITITE-2500) to calculate the Li 2 CO 3 content and the LiOH content.

Figure 0005547223
Figure 0005547223

<電池性能試験>
(1)リチウム二次電池の作製
実施例1〜7及び比較例1〜3で得られたリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物95質量%、黒鉛粉末2.5質量%、ポリフッ化ビニリデン2.5質量%を混合して正極剤とし、これをN−メチル−2−ピロリジノンに分散させて混練ペーストを調製した。該混練ペーストをアルミ箔に塗布したのち乾燥、プレスして直径15mmの円盤に打ち抜いて正極板を得た。
この正極板を用いて、セパレーター、負極、正極、集電板、取り付け金具、外部端子、電解液等の各部材を使用してコイン型リチウム二次電池を製作した。このうち、負極は金属リチウム箔を用い、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートの25:60:15混練液1リットルにLiPFを1モルを溶解したものを使用した。
<Battery performance test>
(1) Production of lithium secondary battery 95% by mass of lithium nickel manganese cobalt composite oxide obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, 2.5% by mass of graphite powder, 2.5% by mass of polyvinylidene fluoride % Was used as a positive electrode agent, and this was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidinone to prepare a kneaded paste. The kneaded paste was applied to an aluminum foil, dried, pressed and punched into a disk with a diameter of 15 mm to obtain a positive electrode plate.
Using this positive electrode plate, a coin-type lithium secondary battery was manufactured using each member such as a separator, a negative electrode, a positive electrode, a current collector plate, a mounting bracket, an external terminal, and an electrolytic solution. Among these, a metal lithium foil was used for the negative electrode, and 1 mol of LiPF 6 was dissolved in 1 liter of 25:60:15 kneaded solution of ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate.

(2)電池性能の評価
作製したリチウム二次電池を室温(25℃)で下記条件で作動させ、下記の電池性能を評価した。
<サイクル特性の評価>
正極に対して定電流0.5C相当の電流で4.3Vまで充電を行い、定電圧充電に切り替え、全体として5時間かけて4.3Vまで定電流定電圧充電した後、放電レート0.2C相当の電流で2.7Vまで放電させる充放電を行い、これらの操作を1サイクルとして1サイクル毎の放電容量を計測した。このサイクルを20サイクル繰り返し、1サイクル目と20サイクル目のそれぞれの放電容量から、下記式(4)より容量維持率を算出した。なお、1サイクル目の放電容量を初期放電容量とした。その結果を表6に示す。
容量維持率(%)=(20サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100 (4)
(2) Evaluation of battery performance The produced lithium secondary battery was operated at room temperature (25 ° C) under the following conditions, and the following battery performance was evaluated.
<Evaluation of cycle characteristics>
The positive electrode is charged to 4.3 V with a current equivalent to a constant current of 0.5 C, switched to constant voltage charging, and after a constant current and constant voltage charging to 4.3 V over 5 hours as a whole, a discharge rate of 0.2 C Charging / discharging was performed at a considerable current to 2.7 V, and these operations were taken as one cycle, and the discharge capacity for each cycle was measured. This cycle was repeated 20 times, and the capacity retention rate was calculated from the following formula (4) from the discharge capacities of the first and 20th cycles. The discharge capacity at the first cycle was defined as the initial discharge capacity. The results are shown in Table 6.
Capacity retention rate (%) = (discharge capacity at 20th cycle / discharge capacity at 1st cycle) × 100 (4)

Figure 0005547223
本発明で得られるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物をリチウム二次電池の正極活物質として用いることにより(実施例1〜3)、リチウム二次電池の容量維持率を高くすることができることが分かる。さらに本発明のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物にMe元素を含有させたものをリチウム二次電池の正極活物質として用いることにより(実施例4〜7)、容量維持率が更に向上することがわかる。
Figure 0005547223
It turns out that the capacity | capacitance maintenance factor of a lithium secondary battery can be made high by using the lithium nickel manganese cobalt complex oxide obtained by this invention as a positive electrode active material of a lithium secondary battery (Examples 1-3). Furthermore, it can be seen that the capacity retention rate is further improved by using a lithium nickel manganese cobalt composite oxide containing the Me element as a positive electrode active material of a lithium secondary battery (Examples 4 to 7). .

本発明によれば、リチウム二次電池の容量維持率の高いリチウム二次電池を製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a lithium secondary battery with a high capacity | capacitance maintenance factor of a lithium secondary battery can be manufactured.

Claims (5)

下記一般式(1):
LiNi1−y−zMnCo(1)
(式中、xは0.98≦x≦1.2、yは0<y≦0.5、zは0<z≦0.5を示す。但し、y+z<1.0である。)で表されるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法であって、
噴霧乾燥原料粒子として、ニッケル化合物粒子、マンガン化合物粒子及びコバルト化合物粒子を含有し、且つ、該噴霧乾燥原料粒子の平均粒径が0.9〜1.6μmであるスラリーを、噴霧乾燥して、BET比表面積が80〜100m/gであり、且つ、下記式(2):
粉砕試験前後の噴霧乾燥物の平均粒径の維持率(%)=(Y1/X1)×100 (2)
(式(2)中、X1は、粉砕試験前の噴霧乾燥物の平均粒径を示す。Y1は、粉砕試験後の噴霧乾燥物の平均粒径を示す。)
により求められる噴霧乾燥物の粉砕試験前と粉砕試験後の平均粒径の維持率が、75〜97%である噴霧乾燥物を得る噴霧乾燥工程と、
該噴霧乾燥物と、リチウム化合物と、を混合して、焼成原料混合物を得る焼成原料混合工程と、
該焼成原料混合物を焼成し、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を得る焼成工程と、
を有することを特徴とするリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法。
The following general formula (1):
Li x Ni 1-y-z Mn y Co z O 2 (1)
(Wherein x represents 0.98 ≦ x ≦ 1.2, y represents 0 <y ≦ 0.5, and z represents 0 <z ≦ 0.5, where y + z <1.0). A method for producing a lithium nickel manganese cobalt composite oxide represented by:
Spray-drying a slurry containing nickel compound particles, manganese compound particles and cobalt compound particles as the spray-drying raw material particles and having an average particle size of the spray-drying raw material particles of 0.9 to 1.6 μm, The BET specific surface area is 80 to 100 m 2 / g , and the following formula (2):
Maintenance ratio (%) of average particle diameter of spray-dried product before and after pulverization test = (Y1 / X1) × 100 (2)
(In Formula (2), X1 shows the average particle diameter of the spray-dried material before a crushing test. Y1 shows the average particle diameter of the spray-dried material after a crushing test.)
A spray-drying step of obtaining a spray-dried product having an average particle size maintenance rate of 75 to 97% before and after the pulverization test of the spray-dried product obtained by
A firing raw material mixing step of mixing the spray-dried product and a lithium compound to obtain a firing raw material mixture;
A firing step of firing the firing raw material mixture to obtain a lithium nickel manganese cobalt composite oxide;
A method for producing a lithium nickel manganese cobalt-based composite oxide, comprising:
前記噴霧乾燥工程での噴霧乾燥温度が100〜400℃であることを特徴とする請求項1記載のリチウムニッルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法。   2. The method for producing a lithium nitromanganese cobalt composite oxide according to claim 1, wherein a spray drying temperature in the spray drying step is 100 to 400 ° C. 3. 前記噴霧乾燥工程での噴霧乾燥温度が200〜400℃であることを特徴とする請求項1記載のリチウムニッルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法。   2. The method for producing a lithium nitromanganese cobalt composite oxide according to claim 1, wherein a spray drying temperature in the spray drying step is 200 to 400 ° C. 3. 更に、Ni、Mn及びCo以外の原子番号11以上の元素から選ばれるMe元素を含む、Me元素を有する化合物の1種又は2種以上を、噴霧乾燥工程、又は焼成原料混合工程の何れかの工程、あるいは両方の工程に添加することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法。   Further, one or more of the compounds having the Me element, including the Me element selected from the elements having an atomic number of 11 or more other than Ni, Mn, and Co, are used in either the spray drying step or the firing raw material mixing step. It adds to a process or both processes, The manufacturing method of the lithium nickel manganese cobalt complex oxide of any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. 前記Me元素が、B、Mg、Ca、Al、Si、P、Ti、Fe、Ga、Zr、Nb、Mo、Sn、W及びBiである請求項4に記載のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法。   5. The lithium nickel manganese cobalt composite oxide according to claim 4, wherein the Me element is B, Mg, Ca, Al, Si, P, Ti, Fe, Ga, Zr, Nb, Mo, Sn, W, and Bi. Production method.
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