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JP7707984B2 - Composite particles, positive electrode, all-solid-state battery, and method for producing composite particles - Google Patents
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JP7707984B2 - Composite particles, positive electrode, all-solid-state battery, and method for producing composite particles - Google Patents

Composite particles, positive electrode, all-solid-state battery, and method for producing composite particles

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Description

本開示は、複合粒子、正極、全固体電池および複合粒子の製造方法に関する。 The present disclosure relates to composite particles, positive electrodes, all-solid-state batteries, and methods for producing composite particles.

特許文献1(特開2016-39062号公報)には、層状構造のニッケルマンガン酸リチウムからなる正極活物質と、該正極活物質の表面を被覆するガラス電解質とを有する正極複合材および硫化物全固体電池が開示されている。 Patent Document 1 (JP 2016-39062 A) discloses a cathode composite material and a sulfide all-solid-state battery having a cathode active material made of lithium nickel manganese oxide with a layered structure and a glass electrolyte that coats the surface of the cathode active material.

特開2016-39062号公報JP 2016-39062 A

正極活物質粒子の表面にコーティング膜を形成することが提案されている。例えば、硫化物系全固体電池においては、硫化物固体電解質と正極活物質粒子との直接接触を、コーティング膜が阻害することにより、抵抗の低減が期待される。しかし、抵抗の低減には、改善の余地がある。 It has been proposed to form a coating film on the surface of positive electrode active material particles. For example, in sulfide-based all-solid-state batteries, the coating film is expected to reduce resistance by preventing direct contact between the sulfide solid electrolyte and the positive electrode active material particles. However, there is room for improvement in reducing resistance.

したがって、本開示の目的は、抵抗の低減にある。 The objective of this disclosure is therefore to reduce resistance.

以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし本明細書の作用メカニズムは推定を含む。作用メカニズムは本開示の技術的範囲を限定しない。 The technical configuration and effects of the present disclosure are explained below. However, the mechanism of action in this specification includes assumptions. The mechanism of action does not limit the technical scope of the present disclosure.

〔1〕複合粒子は、正極活物質粒子と、コーティング膜とを含む。正極活物質粒子は、層状岩塩構造のリチウム含有複合酸化物を含む。コーティング膜は、正極活物質粒子の表面の少なくとも一部を被覆している。コーティング膜は、リン化合物を含む。 [1] The composite particles include positive electrode active material particles and a coating film. The positive electrode active material particles include a lithium-containing composite oxide having a layered rock salt structure. The coating film covers at least a portion of the surface of the positive electrode active material particles. The coating film includes a phosphorus compound.

複合粒子は、下記式(1)の関係を満たす。
Li/CP≦2.5 (1)
上記式(1)中、
Liは、X線光電子分光法により測定されるLi1sスペクトルのピーク面積から求まるリチウム(Li)の元素濃度を示す。CPは、X線光電子分光法により測定されるP2pスペクトルのピーク面積から求まるリン(P)の元素濃度を示す。
The composite particles satisfy the relationship of the following formula (1).
C Li /C P ≦2.5 (1)
In the above formula (1),
C Li represents the elemental concentration of lithium (Li) determined from the peak area of the Li1s spectrum measured by X-ray photoelectron spectroscopy. C P represents the elemental concentration of phosphorus (P) determined from the peak area of the P2p spectrum measured by X-ray photoelectron spectroscopy.

複合粒子は、加熱発生ガス質量分析(Temperature Programmed Desorption-Mass Spectrometry,TPD-MS)により室温から600℃まで10℃/分で昇温した際の二酸化炭素(CO)の発生量が0.1mass%以上である。 The composite particles generate 0.1 mass % or more of carbon dioxide (CO 2 ) when heated from room temperature to 600° C. at a rate of 10° C./min, as determined by temperature programmed desorption-mass spectrometry (TPD-MS).

COは、炭酸リチウム(LiCO)に由来する。LiCOは、正極活物質粒子の表面に存在するLiと吸着水分との反応生成物である水酸化リチウム(LiOH)が、大気中のCOとさらに反応してできた不純物である。このような不純物は、正極活物質粒子の表面に密着しており、容易に除去することができない。 CO2 originates from lithium carbonate ( Li2CO3 ). Li2CO3 is an impurity formed when lithium hydroxide (LiOH), which is a reaction product of Li present on the surface of the positive electrode active material particles and adsorbed moisture, further reacts with CO2 in the atmosphere. Such impurities are in close contact with the surface of the positive electrode active material particles and cannot be easily removed.

一方、コーティング膜を形成するにあたって、正極活物質粒子とコーティング膜との密着性が重要となる。密着性が弱い場合、例えば、正極活物質粒子と固体電解質とを溶媒中で混錬する際に、混練のせん断力によってコーティング膜の剥離を引き起こし、電池性能の低下を招く。 On the other hand, when forming a coating film, the adhesion between the positive electrode active material particles and the coating film is important. If the adhesion is weak, for example when the positive electrode active material particles and the solid electrolyte are kneaded in a solvent, the shear force of the kneading can cause the coating film to peel off, resulting in a decrease in battery performance.

本開示の新知見によると、コーティング膜中におけるLiの組成比が小さい程、正極活物質粒子の表面に存在する不純物(LiCOおよびLiOH)とコーティング膜とが強固な結合を作る、すなわち、正極活物質粒子とコーティング膜との密着性が高まり、抵抗が低減することが期待される。 According to the new findings of the present disclosure, it is expected that the smaller the composition ratio of Li in the coating film, the stronger the bond between the coating film and the impurities ( Li2CO3 and LiOH) present on the surface of the positive electrode active material particles, that is, the greater the adhesion between the positive electrode active material particles and the coating film, and the lower the resistance.

〔2〕層状岩塩構造のリチウム含有複合酸化物は、下記式(2):
LiNiCoMe1-x-y (2)
によって表される。上記式(2)中、
Meは、MnおよびAlからなる群より選択される少なくとも1種を含み、
aは、0.90≦a≦1.20の関係を満たしてもよい。
[2] The lithium-containing composite oxide having a layered rock salt structure is represented by the following formula (2):
Li a Ni x Co y Me 1-x-y O 2 (2)
In the above formula (2),
Me includes at least one selected from the group consisting of Mn and Al;
a may satisfy the relationship 0.90≦a≦1.20.

xは、0.30≦x≦0.90の関係を満たしてもよい。
yは、0.10≦y≦0.40の関係を満たしてもよい。
x may satisfy the relationship 0.30≦x≦0.90.
The value of y may satisfy the relationship 0.10≦y≦0.40.

〔3〕xは、0.50≦x≦0.90の関係を満たしてもよい。
上記式(2)において、xが0.5以上である材料は、ハイニッケル材料とも称されている。ハイニッケル材料は、高容量、高出力を有し得る。
[3] x may satisfy the relationship 0.50≦x≦0.90.
In the above formula (2), a material in which x is 0.5 or more is also called a high nickel material. High nickel materials can have high capacity and high output.

〔4〕正極は、上記〔1〕から〔3〕のいずれか1項に記載の複合粒子と、硫化物固体電解質とを含む。 [4] The positive electrode contains the composite particles described in any one of [1] to [3] above and a sulfide solid electrolyte.

〔5〕全固体電池は、上記〔4〕に記載の正極を含む。
〔6〕複合粒子の製造方法は、下記(a)および(b)を含む。
[5] The all-solid-state battery includes the positive electrode described in [4] above.
[6] A method for producing composite particles includes the following (a) and (b):

(a)コーティング液と正極活物質粒子とを混合することにより、混合物を準備する。
(b)混合物を乾燥することにより、複合粒子を製造する。
(a) A mixture is prepared by mixing a coating liquid with positive electrode active material particles.
(b) drying the mixture to produce composite particles.

コーティング液は、溶質と溶媒とを含む。
正極活物質粒子の表面に付着したコーティング液が乾燥することにより、コーティング膜が生成し得る。上記〔6〕に記載のコーティング液により、上記〔1〕に記載のコーティング膜が生成し得る。
The coating liquid includes a solute and a solvent.
The coating liquid adhered to the surface of the positive electrode active material particles is dried to form a coating film. The coating film described in the above item [1] can be formed by using the coating liquid described in the above item [6].

〔7〕溶質は、リン酸化合物を含んでいてもよい。
コーティング液は、例えば、下記式(3)の関係を満たしていてもよい。
[7] The solute may contain a phosphate compound.
The coating liquid may satisfy, for example, the relationship of the following formula (3).

0≦nLi/nP<1.1 (3)
上記式(3)中、
Liは、コーティング液中におけるリチウムのモル濃度を示す。nPは、コーティング液中におけるリンのモル濃度を示す。
0≦n Li /n P <1.1 (3)
In the above formula (3),
n Li represents the molar concentration of lithium in the coating solution, and n P represents the molar concentration of phosphorus in the coating solution.

〔8〕上記(b)は、例えば、スプレードライ法により、複合粒子を形成することを含んでいてもよい。 [8] (b) above may include forming composite particles, for example, by a spray drying method.

図1は、本実施形態における複合粒子を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a composite particle in this embodiment. 図2は、本実施形態における全固体電池を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the all-solid-state battery according to the present embodiment. 図3は、本実施形態における複合粒子の製造方法の概略フローチャートである。FIG. 3 is a schematic flow chart of the method for producing composite particles in this embodiment.

以下、本開示の実施形態(以下「本実施形態」と略記され得る。)、および本開示の実施例(以下「本実施例」と略記され得る。)が説明される。ただし、本実施形態および本実施例は、本開示の技術的範囲を限定しない。 Below, an embodiment of the present disclosure (hereinafter may be abbreviated as "this embodiment") and an example of the present disclosure (hereinafter may be abbreviated as "this example") are described. However, this embodiment and this example do not limit the technical scope of the present disclosure.

<用語の定義等>
「備える」、「含む」、「有する」、および、これらの変形(例えば、「から構成される」等)の記載は、オープンエンド形式である。オープンエンド形式は必須要素に加えて、追加要素をさらに含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。「からなる」との記載はクローズド形式である。ただしクローズド形式であっても、通常において付随する不純物であったり、本開示技術に無関係であったりする付加的な要素は排除されない。「実質的に…からなる」との記載はセミクローズド形式である。セミクローズド形式においては、本開示技術の基本的かつ新規な特性に実質的に影響しない要素の付加が許容される。
<Definitions of terms>
The words "comprising,""including,""having," and variations thereof (e.g., "consisting of") are open-ended. The open-ended form may or may not include additional elements in addition to the required elements. The words "consisting of" are closed-ended. However, the closed form does not exclude additional elements that are normally associated with the technology or that are unrelated to the technology disclosed. The words "consisting essentially of" are semi-closed. The semi-closed form allows for the addition of elements that do not substantially affect the basic and novel characteristics of the technology disclosed.

「してもよい」、「し得る」等の表現は、義務的な意味「しなければならないという意味」ではなく、許容的な意味「する可能性を有するという意味」で使用されている。 Expressions such as "may" and "may" are used in the permissive sense, meaning "there is a possibility," rather than in the obligatory sense, meaning "must."

単数形で表現される要素は、特に断りの無い限り、複数形も含む。例えば、「粒子」は「1つの粒子」のみならず、「粒子の集合体(粉体、粉末、粒子群)」も意味し得る。 Elements expressed in the singular form include the plural form unless otherwise specified. For example, a "particle" can mean not only "one particle" but also "an aggregate of particles (powder, powder, particle group)."

各種方法に含まれる複数のステップ、動作および操作等は、特に断りのない限り、その実行順序が記載順序に限定されない。例えば、複数のステップが同時進行してもよい。例えば、複数のステップが相前後してもよい。 Unless otherwise specified, the order of execution of multiple steps, actions, operations, etc. included in various methods is not limited to the order described. For example, multiple steps may proceed simultaneously. For example, multiple steps may proceed one after the other.

例えば、「m~n%」等の数値範囲は、特に断りのない限り、上限値および下限値を含む。すなわち「m~n%」は、「m%以上n%以下」の数値範囲を示す。また「m%以上n%以下」は「m%超n%未満」を含む。さらに数値範囲内から任意に選択された数値が、新たな上限値または下限値とされてもよい。例えば、数値範囲内の数値と、本明細書中の別の部分、表中、図中等に記載された数値とが任意に組み合わされることにより、新たな数値範囲が設定されてもよい。 For example, a numerical range such as "m-n%" includes the upper and lower limits unless otherwise specified. That is, "m-n%" indicates a numerical range of "m% or more and n% or less." Furthermore, "m% or more and n% or less" includes "more than m% and less than n%." Furthermore, a numerical value arbitrarily selected from within the numerical range may be set as a new upper or lower limit. For example, a new numerical range may be set by arbitrarily combining a numerical value within the numerical range with a numerical value described in another part of this specification, in a table, in a figure, etc.

化合物が化学量論的組成式(例えば、「LiCoO2」等)によって表現されている場合、該化学量論的組成式は該化合物の代表例に過ぎない。化合物は、非化学量論的組成を有していてもよい。例えば、コバルト酸リチウムが「LiCoO2」と表現されている時、特に断りのない限り、コバルト酸リチウムは「Li/Co/O=1/1/2」の組成比に限定されず、任意の組成比でLi、CoおよびOを含み得る。さらに、微量元素によるドープ、置換等も許容され得る。 When a compound is expressed by a stoichiometric composition formula (e.g., "LiCoO 2 ", etc.), the stoichiometric composition formula is merely a representative example of the compound. The compound may have a non-stoichiometric composition. For example, when lithium cobalt oxide is expressed as "LiCoO 2 ", unless otherwise specified, the lithium cobalt oxide is not limited to a composition ratio of "Li/Co/O = 1/1/2" and may contain Li, Co and O in any composition ratio. Furthermore, doping, substitution, etc. with trace elements may also be allowed.

「D50」は、体積基準の粒子径分布において、粒子径が小さい側からの頻度の累積が50%に到達する粒子径を示す。D50は、レーザ回折法により測定され得る。例えば、島津製作所社製のレーザー回折式粒子径分布測定装置「製品名 SALD-7500」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。 "D50" refers to the particle size at which the cumulative frequency from the small particle size side reaches 50% in the volume-based particle size distribution. D50 can be measured by a laser diffraction method. For example, a laser diffraction particle size distribution measuring device manufactured by Shimadzu Corporation (product name SALD-7500) (or an equivalent product) may be used.

《TPD-MS測定》
COの発生量は、次の手順で測定され得る。TPD-MS装置が準備される。例えば、マイクロトラックベル社製のTPD-MS装置「製品名 BELCAT II」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。5mgの複合粒子からなる試料粉末が準備される。該試料粉末を容器に入れ、50ml/minのヘリウム(He)ガスフロー下、10℃/minの昇温速度で室温から600℃まで昇温し、発生したCO量(m/z=44)を質量分析計で定量し、積分することで求まる。
<TPD-MS measurement>
The amount of CO2 generated can be measured by the following procedure. A TPD-MS device is prepared. For example, a TPD-MS device manufactured by Microtrack Bell, Inc., "Product name: BELCAT II" (or an equivalent product) may be used. A sample powder consisting of 5 mg of composite particles is prepared. The sample powder is placed in a container, and heated from room temperature to 600°C at a heating rate of 10°C/min under a helium (He) gas flow of 50 ml/min. The amount of CO2 generated (m/z=44) is quantified by a mass spectrometer and integrated to obtain the amount of CO2.

《XPS測定》
(粒子表面の組成比)
上記式(1)中のCLi、CPは、次の手順で測定され得る。XPS装置が準備される。例えば、アルバック・ファイ社製のXPS装置「製品名 PHI X-tool」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。複合粒子からなる試料粉末がXPS装置にセットされる。224eVのパスエネルギーにより、ナロースキャン分析が実施される。測定データが解析ソフトフェアにより処理される。例えば、アルバック・ファイ社製の解析ソフトフェア「製品名 MulTiPak」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。Li1sスペクトルのピーク面積(積分値)が、Liの元素濃度(CLi)に変換される。P2pスペクトルのピーク面積が、Pの元素濃度(CP)に変換される。CLiがCPで除されることにより、粒子表面の組成比(CLi/CP)が求まる。
<XPS Measurement>
(Composition ratio of particle surface)
C Li and C P in the above formula (1) can be measured by the following procedure. An XPS device is prepared. For example, an XPS device manufactured by ULVAC-PHI, Inc., product name: PHI X-tool (or an equivalent product) may be used. A sample powder consisting of composite particles is set in the XPS device. Narrow scan analysis is performed with a pass energy of 224 eV. The measurement data is processed by analysis software. For example, analysis software manufactured by ULVAC-PHI, Inc., product name: MulTiPak (or an equivalent product) may be used. The peak area (integral value) of the Li1s spectrum is converted into the elemental concentration of Li (C Li ). The peak area of the P2p spectrum is converted into the elemental concentration of P (C P ). The composition ratio (C Li /C P ) of the particle surface is obtained by dividing C Li by C P.

(被覆率)
被覆率もXPSにより測定される。上記の測定データが解析されることにより、C1s、O1s、P2p、Ni2p3、Co2p3、Me2p3の各ピーク面積から、各元素の比率が求まる。
(Coverage rate)
The coverage is also measured by XPS. By analyzing the above measurement data, the ratio of each element is obtained from the peak areas of C1s, O1s, P2p, Ni2p3, Co2p3, and Me2p3.

下記式(4)により、被覆率が求まる。
θ=P/(P+Ni+Co+Me)×100 (4)
上記式(4)中、θは被覆率(%)を示す。P、ニッケル(Ni)、Co(コバルト)、Meは、各元素の比率を示す。「Me2p3」および上記式(4)中のMeは、マンガン(Mn)またはアルミニウム(Al)からなっていてもよいし、MnおよびAlからなっていてもよい。MeがMnおよびAlを含む時、各元素の組成比の合計は1であってもよい。
The coverage rate is calculated by the following formula (4).
θ=P/(P+Ni+Co+Me)×100 (4)
In the above formula (4), θ represents the coverage (%). P, nickel (Ni), Co (cobalt), and Me represent the ratio of each element. "Me2p3" and Me in the above formula (4) may be composed of manganese (Mn) or aluminum (Al), or may be composed of Mn and Al. When Me contains Mn and Al, the sum of the composition ratios of each element may be 1.

例えば、正極活物質粒子が「LiNi1/3Co1/3Mn1/32」である時、上記式(4)は、下記式(4’)に変形され得る。 For example, when the positive electrode active material particles are "LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ", the above formula (4) can be transformed into the following formula (4').

θ=P/(P+Ni+Co+Mn)×100 (4’)
上記式(4’)中のMnは、Mn2p3のピーク面積から求まるMnの元素比率を示す。
θ=P/(P+Ni+Co+Mn)×100 (4')
In the above formula (4'), Mn represents the element ratio of Mn determined from the peak area of Mn2p3.

《膜厚測定》
膜厚(コーティング膜の厚さ)は、次の手順で測定され得る。複合粒子が樹脂材料に包埋されることにより、試料が準備される。イオンミリング装置により、試料に断面出し加工が施される。例えば、日立ハイテクノロジーズ社製のイオンミリング装置「製品名 Arblade(登録商標)5000」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。試料の断面がSEM(Scanning Electron Microscope)により観察される。例えば、日立ハイテクノロジーズ社製のSEM装置「製品名 SU8030」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。10個の複合粒子について、それぞれ、5個の視野で膜厚が測定される。合計で50箇所の膜厚の算術平均が、膜厚とみなされる。
<Film thickness measurement>
The film thickness (thickness of the coating film) can be measured by the following procedure. A sample is prepared by embedding composite particles in a resin material. A cross-section is processed on the sample by an ion milling device. For example, an ion milling device "Product name Arblade (registered trademark) 5000" (or an equivalent product) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation may be used. The cross-section of the sample is observed by a SEM (Scanning Electron Microscope). For example, an SEM device "Product name SU8030" (or an equivalent product) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation may be used. The film thickness is measured in five fields of view for each of the ten composite particles. The arithmetic average of the film thicknesses at a total of 50 points is regarded as the film thickness.

《ICP測定》
(正極活物質粒子の組成比)
上記式(2)中のa、xおよびyは、次の手順で測定され得る。0.01gの正極活物質粒子が純水で希釈されることにより、標準液が準備される。高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy,ICP-AES)装置が準備される。例えば、島津製作所社製のICP-AES装置「製品名 ICPE-9000」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。ICP-AES装置により、標準液の発光強度が測定される。標準液の発光強度から、検量線が作成される。試料液の発光強度と、検量線とから、正極活物質粒子に含まれるLi、Ni、CoおよびMeのモル分率が求まる。
《ICP measurement》
(Composition ratio of positive electrode active material particles)
The a, x, and y in the above formula (2) can be measured by the following procedure. A standard solution is prepared by diluting 0.01 g of positive electrode active material particles with pure water. An inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) device is prepared. For example, an ICP-AES device manufactured by Shimadzu Corporation, product name ICPE-9000 (or an equivalent product) may be used. The emission intensity of the standard solution is measured by the ICP-AES device. A calibration curve is created from the emission intensity of the standard solution. The mole fractions of Li, Ni, Co, and Me contained in the positive electrode active material particles are determined from the emission intensity of the sample solution and the calibration curve.

(P付着量)
複合粒子に含まれるPの質量分率(「P付着量」、「P含量」とも記される。)は、次の手順で測定され得る。塩酸、硝酸および硫酸が混合されることにより、混酸が準備される。混合比は、「塩酸/硝酸/硫酸=2/3/1(モル比)」である。混酸に複合粒子が溶解されることにより、溶液が準備される。0.01gの溶液が純水で100mLに希釈されることにより、試料液が準備される。Pの水溶液(1000ppm、10000ppm)が準備される。0.01gの水溶液が純水で希釈されることにより、標準液が準備される。ICP-AES装置が準備される。例えば、島津製作所社製のICP-AES装置「製品名 ICPE-9800」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。ICP-AES装置により、標準液の発光強度が測定される。標準液の発光強度から、検量線が作成される。試料液の発光強度と、検量線とから、複合粒子に含まれるPの質量分率が求まる。
(P adhesion amount)
The mass fraction of P contained in the composite particles (also referred to as "P attachment amount" or "P content") can be measured by the following procedure. A mixed acid is prepared by mixing hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid. The mixing ratio is "hydrochloric acid/nitric acid/sulfuric acid=2/3/1 (molar ratio)". A solution is prepared by dissolving the composite particles in the mixed acid. A sample solution is prepared by diluting 0.01 g of the solution to 100 mL with pure water. An aqueous solution of P (1000 ppm, 10000 ppm) is prepared. A standard solution is prepared by diluting 0.01 g of the aqueous solution with pure water. An ICP-AES device is prepared. For example, an ICP-AES device "Product name ICPE-9800" (or an equivalent product) manufactured by Shimadzu Corporation may be used. The emission intensity of the standard solution is measured by the ICP-AES device. A calibration curve is created from the emission intensity of the standard solution. The mass fraction of P contained in the composite particles is determined from the emission intensity of the sample liquid and the calibration curve.

(コーティング液中のLi、P、Naの質量濃度)
コーティング液中のLi、P、Naの質量濃度は、次の手順で測定される。0.01gのコーティング液が純水で希釈されることにより、100mlの試料液が準備される。Li、P、Naの水溶液(1000ppm、10000ppm)が準備される。0.01gの水溶液が純水で希釈されることにより、標準液が準備される。ICP-AES装置が準備される。ICP-AES装置により、標準液の発光強度が測定される。標準液の発光強度から、検量線が作成される。ICP-AES装置により、試料液(コーティング液の希釈液)の発光強度が測定される。試料液の発光強度と、検量線とから、コーティング液におけるLi、P、Naの質量濃度が求まる。さらにLi、Pの質量濃度がモル濃度に変換される。Liのモル濃度(nLi)がPのモル濃度(nP)で除されることにより、モル比(nLi/nP)が求まる。
(Mass concentration of Li, P, and Na in the coating solution)
The mass concentrations of Li, P, and Na in the coating liquid are measured by the following procedure. 100 ml of sample liquid is prepared by diluting 0.01 g of the coating liquid with pure water. Aqueous solutions of Li, P, and Na (1000 ppm, 10000 ppm) are prepared. A standard solution is prepared by diluting 0.01 g of the aqueous solution with pure water. An ICP-AES device is prepared. The emission intensity of the standard solution is measured by the ICP-AES device. A calibration curve is created from the emission intensity of the standard solution. The emission intensity of the sample liquid (diluted solution of the coating liquid) is measured by the ICP-AES device. The mass concentrations of Li, P, and Na in the coating liquid are determined from the emission intensity of the sample liquid and the calibration curve. The mass concentrations of Li and P are then converted to molar concentrations. The molar concentration of Li (n Li ) is divided by the molar concentration of P (n P ) to obtain the molar ratio (n Li /n P ).

<複合粒子>
図1は、本実施形態における複合粒子を示す概念図である。複合粒子5は、例えば、「被覆正極活物質」等と称され得る。複合粒子5は、正極活物質粒子1とコーティング膜2とを含む。複合粒子5は、例えば、凝集体を形成していてもよい。すなわち1個の複合粒子5が、2個以上の正極活物質粒子1を含んでいてもよい。複合粒子5は、例えば、1~50μmのD50を有していてもよいし、1~20μmのD50を有していてもよいし、5~15μmのD50を有していてもよい。
<Composite particles>
1 is a conceptual diagram showing a composite particle in this embodiment. The composite particle 5 may be referred to as, for example, a "coated cathode active material". The composite particle 5 includes a cathode active material particle 1 and a coating film 2. The composite particle 5 may form, for example, an aggregate. That is, one composite particle 5 may include two or more cathode active material particles 1. The composite particle 5 may have, for example, a D50 of 1 to 50 μm, a D50 of 1 to 20 μm, or a D50 of 5 to 15 μm.

コーティング膜2は、複合粒子5のシェルである。コーティング膜2は、正極活物質粒子1の表面の少なくとも一部を被覆している。コーティング膜2は、リン化合物を含む。コーティング膜2がリン化合物を含むことにより、抵抗の低減が期待される。 The coating film 2 is a shell of the composite particle 5. The coating film 2 covers at least a portion of the surface of the positive electrode active material particle 1. The coating film 2 contains a phosphorus compound. The inclusion of the phosphorus compound in the coating film 2 is expected to reduce resistance.

リン化合物は、例えば、Li、酸素(O)、炭素(C)等を含んでいてもよい。Pは、複合粒子5に対して、例えば、0.2~10%の質量分率で含まれていてもよい。 The phosphorus compound may contain, for example, Li, oxygen (O), carbon (C), etc. P may be contained in the composite particle 5 at a mass fraction of, for example, 0.2 to 10%.

複合粒子5において、粒子表面の組成比(CLi/CP)は2.5以下である〔上記式(1)参照)。組成比(CLi/CP)が2.5以下であることにより、抵抗が顕著に低減し得る。組成比(CLi/CP)は、例えば、2.12以下であってもよいし、1.96以下であってもよいし、1.89以下であってもよいし、1.73以下であってもよい。組成比(CLi/CP)は、ゼロであってもよい。組成比(CLi/CP)は、例えば、0.1以上であってもよいし、0.5以上であってもよいし、1.0以上であってもよい。組成比(CLi/CP)は、例えば、1.73~2.5であってもよい。 In the composite particle 5, the composition ratio (C Li /C P ) of the particle surface is 2.5 or less (see formula (1) above). When the composition ratio (C Li /C P ) is 2.5 or less, the resistance can be significantly reduced. The composition ratio (C Li /C P ) may be, for example, 2.12 or less, 1.96 or less, 1.89 or less, or 1.73 or less. The composition ratio (C Li /C P ) may be zero. The composition ratio (C Li /C P ) may be, for example, 0.1 or more, 0.5 or more, or 1.0 or more. The composition ratio (C Li /C P ) may be, for example, 1.73 to 2.5.

被覆率は、例えば、80%以上であってもよいし、85%以上であってもよいし、90%以上であってもよい。 The coverage may be, for example, 80% or more, 85% or more, or 90% or more.

コーティング膜2は、例えば、5~100nmの厚さを有していてもよいし、5~50nmの厚さを有していてもよいし、10~30nmの厚さを有していてもよいし、20~30nmの厚さを有していてもよい。 The coating film 2 may have a thickness of, for example, 5 to 100 nm, 5 to 50 nm, 10 to 30 nm, or 20 to 30 nm.

正極活物質粒子1は、複合粒子5のコアである。正極活物質粒子1は、二次粒子(一次粒子の集合体)であってもよい。正極活物質粒子1(二次粒子)は、例えば、1~50μmのD50を有していてもよいし、1~20μmのD50を有していてもよいし、5~15μmのD50を有していてもよい。 The positive electrode active material particle 1 is the core of the composite particle 5. The positive electrode active material particle 1 may be a secondary particle (aggregation of primary particles). The positive electrode active material particle 1 (secondary particle) may have, for example, a D50 of 1 to 50 μm, a D50 of 1 to 20 μm, or a D50 of 5 to 15 μm.

正極活物質粒子1は任意の成分を含み得る。正極活物質粒子1は、層状岩塩構造のリチウム含有複合酸化物を含む。正極活物質粒子1の結晶構造は、例えば、X線回折法(x-ray diffraction,XRD)等により同定され得る。該リチウム含有複合酸化物は、例えば、下記式(2)によって表される。 The positive electrode active material particle 1 may contain any component. The positive electrode active material particle 1 contains a lithium-containing composite oxide having a layered rock salt structure. The crystal structure of the positive electrode active material particle 1 can be identified, for example, by X-ray diffraction (XRD) or the like. The lithium-containing composite oxide is represented, for example, by the following formula (2).

LiNiCoMe1-x-y (2)
上記式(2)中、Meは、MnおよびAlからなる群より選択される少なくとも1種を含み、aは、0.90≦a≦1.20の関係を満たしてもよく、xは、0.30≦x≦0.90の関係を満たしてもよく、yは、0.10≦≦0.40の関係を満たしてもよい。aは、0.95≦a≦1.10の関係を満たすことが好ましい。xは、0.50≦x≦0.90の関係を満たすことが好ましい。xの値が当該範囲内にある場合、比容量が増加する傾向がある。該リチウム含有複合酸化物は、例えば、Li1.10Ni1/3Co1/3Mn1/3、Li1.10Ni0.60Co0.20Mn0.20、Li1.10Ni0.82Co0.15Al0.03等であってもよい。
Li a Ni x Co y Me 1-x-y O 2 (2)
In the above formula (2), Me includes at least one selected from the group consisting of Mn and Al, a may satisfy the relationship of 0.90≦a≦1.20, x may satisfy the relationship of 0.30≦x≦0.90, and y may satisfy the relationship of 0.10≦ y ≦0.40. a preferably satisfies the relationship of 0.95≦a≦1.10. x preferably satisfies the relationship of 0.50≦x≦0.90. When the value of x is within this range, the specific capacity tends to increase. The lithium- containing composite oxide may be , for example, Li1.10Ni1 / 3Co1 /3Mn1 / 3O2 , Li1.10Ni0.60Co0.20Mn0.20O2 , Li1.10Ni0.82Co0.15Al0.03O2 , and the like .

複合粒子5は、TPD-MSにより室温から600℃まで10℃/分で昇温した際のCOの発生量が0.1mass%以上である。TPD-MSにより測定されるCOは、表面に存在するLiCOに由来する。上記の条件で測定した際のCOの発生量が0.1mass%以上である場合、正極活物質粒子1の表面に存在する不純物(LiCOおよびLiOH)とコーティング膜との密着性が高まり、抵抗が低減すると考えられる。また、上記の条件で測定した際のCOの発生量が多くなると、正極活物質粒子1の表面からLiが溶出し、不活性化するため、電池容量が低下するおそれがあり、かつ、該不純物が正極活物質粒子1の表面に滞積し、コーティング膜の均一な形成を阻害するため、抵抗が増大するおそれがある。これらの観点から、上記の条件で測定した際のCOの発生量は、1.0mass%以下であることが好ましく、0.8mass%以下であることがより好ましい。 The composite particle 5 has a CO 2 generation amount of 0.1 mass% or more when the temperature is raised from room temperature to 600 ° C. at 10 ° C. / min by TPD-MS. The CO 2 measured by TPD-MS is derived from Li 2 CO 3 present on the surface. When the amount of CO 2 generated when measured under the above conditions is 0.1 mass% or more, it is considered that the adhesion between the impurities (Li 2 CO 3 and LiOH) present on the surface of the positive electrode active material particle 1 and the coating film is increased, and the resistance is reduced. In addition, if the amount of CO 2 generated when measured under the above conditions increases, Li is eluted from the surface of the positive electrode active material particle 1 and inactivated, so that the battery capacity may decrease, and the impurities are deposited on the surface of the positive electrode active material particle 1, hindering the uniform formation of the coating film, so that the resistance may increase. From these viewpoints, the amount of CO 2 generated when measured under the above conditions is preferably 1.0 mass% or less, more preferably 0.8 mass% or less.

なお、COの発生量は、該リチウム含有複合酸化物を作製後、大気中に静置する時間によって調整することができる。大気中の静置時間は、例えば、5分以上であってもよく、30分以上であってもよく、60分以上であってもよく、120分以上であってもよい。ただし、該リチウム含有複合酸化物を長期間静置すると、COの発生量が増大し過ぎるおそれがあるため、例えば、300分以下であってもよく、180分以下であってもよく、150分以下であってもよい。 The amount of CO2 generated can be adjusted by the time for which the lithium-containing composite oxide is left to stand in the air after preparation. The time for standing in the air may be, for example, 5 minutes or more, 30 minutes or more, 60 minutes or more, or 120 minutes or more. However, if the lithium-containing composite oxide is left to stand for a long period of time, the amount of CO2 generated may increase too much, so the time may be, for example, 300 minutes or less, 180 minutes or less, or 150 minutes or less.

<全固体電池>
図2は、本実施形態における全固体電池を示す概念図である。全固体電池100は、例えば、外装体(不図示)を含んでいてもよい。外装体は、例えば、アルミニウムラミネートフィルム製のパウチ等であってもよい。外装体が、発電要素50を収納していてもよい。発電要素50は、正極10とセパレータ層30と負極20とを含む。すなわち全固体電池100は、正極10とセパレータ層30と負極20とを含む。
<All-solid battery>
2 is a conceptual diagram showing an all-solid-state battery in this embodiment. The all-solid-state battery 100 may include, for example, an exterior body (not shown). The exterior body may be, for example, a pouch made of an aluminum laminate film. The exterior body may house a power generating element 50. The power generating element 50 includes a positive electrode 10, a separator layer 30, and a negative electrode 20. That is, the all-solid-state battery 100 includes a positive electrode 10, a separator layer 30, and a negative electrode 20.

《正極》
正極10は層状である。正極10は、例えば、正極活物質層と、正極集電体とを含んでいてもよい。例えば、正極集電体の表面に正極合材が塗着されることにより、正極活物質層が形成されていてもよい。正極集電体は、例えば、アルミニウム(Al)箔等を含んでいてもよい。正極集電体は、例えば、5~50μmの厚さを有していてもよい。
《Positive electrode》
The positive electrode 10 is layered. The positive electrode 10 may include, for example, a positive electrode active material layer and a positive electrode current collector. For example, the positive electrode active material layer may be formed by applying a positive electrode mixture to the surface of the positive electrode current collector. The positive electrode current collector may include, for example, aluminum (Al) foil or the like. The positive electrode current collector may have a thickness of, for example, 5 to 50 μm.

正極活物質層は、例えば、10~200μmの厚さを有していてもよい。正極活物質層は、セパレータ層30に密着している。正極活物質層は正極合材を含む。正極合材は、複合粒子と硫化物固体電解質とを含む。すなわち正極10は、複合粒子と硫化物固体電解質とを含む。複合粒子の詳細は前述のとおりである。 The positive electrode active material layer may have a thickness of, for example, 10 to 200 μm. The positive electrode active material layer is in close contact with the separator layer 30. The positive electrode active material layer includes a positive electrode composite material. The positive electrode composite material includes composite particles and a sulfide solid electrolyte. That is, the positive electrode 10 includes composite particles and a sulfide solid electrolyte. Details of the composite particles are as described above.

硫化物固体電解質は、正極活物質層内にイオン伝導パスを形成し得る。硫化物固体電解質の配合量は、100体積部の複合粒子(正極活物質)に対して、例えば、1~200体積部であってもよいし、50~150体積部であってもよいし、50~100体積部であってもよい。硫化物固体電解質は、例えば、Liと、Pと、硫黄(S)とを含む。硫化物固体電解質は、例えば、O、珪素(Si)等をさらに含んでいてもよい。硫化物固体電解質は、例えば、ハロゲン等をさらに含んでいてもよい。硫化物固体電解質は、例えば、ヨウ素(I)、臭素(Br)等をさらに含んでいてもよい。硫化物固体電解質は、例えば、ガラスセラミックスであってもよいし、アルジロダイトであってもよい。硫化物固体電解質は、例えば、LiI-LiBr-Li3PS4、Li2S-SiS2、LiI-Li2S-SiS2、LiI-Li2S-P25、LiI-Li2O-Li2S-P25、LiI-Li2S-P25、LiI-Li3PO4-P25、Li2S-P25、およびLi3PS4からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 The sulfide solid electrolyte can form an ion conduction path in the positive electrode active material layer. The amount of the sulfide solid electrolyte may be, for example, 1 to 200 parts by volume, 50 to 150 parts by volume, or 50 to 100 parts by volume, relative to 100 parts by volume of the composite particles (positive electrode active material). The sulfide solid electrolyte includes, for example, Li, P, and sulfur (S). The sulfide solid electrolyte may further include, for example, O, silicon (Si), or the like. The sulfide solid electrolyte may further include, for example, a halogen, or the like. The sulfide solid electrolyte may further include, for example, iodine (I), bromine (Br), or the like. The sulfide solid electrolyte may be, for example, a glass ceramic or argyrodite. The sulfide solid electrolyte may include at least one selected from the group consisting of , for example, LiI-LiBr-Li3PS4, Li2S-SiS2, LiI-Li2S-SiS2 , LiI - Li2S - P2S5 , LiI - Li2O - Li2S -P2S5 , LiI- Li2S -P2O5 , LiI- Li3PO4 - P2S5 , Li2S- P2S5 , and Li3PS4 .

正極活物質層は、例えば、導電材をさらに含んでいてもよい。導電材は、正極活物質層内に電子伝導パスを形成し得る。導電材の配合量は、100質量部の複合粒子(正極活物質)に対して、例えば、0.1~10質量部であってもよい。導電材は、任意の成分を含み得る。導電材は、例えば、カーボンブラック、気相成長炭素繊維(VGCF)、カーボンナノチューブ(CNT)およびグラフェンフレークからなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 The positive electrode active material layer may further include, for example, a conductive material. The conductive material may form an electronic conduction path within the positive electrode active material layer. The amount of the conductive material may be, for example, 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the composite particles (positive electrode active material). The conductive material may include any component. The conductive material may include, for example, at least one selected from the group consisting of carbon black, vapor grown carbon fiber (VGCF), carbon nanotubes (CNT), and graphene flakes.

正極活物質層は、例えば、バインダをさらに含んでいてもよい。バインダの配合量は、100質量部の複合粒子(正極活物質)に対して、例えば、0.1~10質量部であってもよい。バインダは任意の成分を含み得る。バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF-HFP)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 The positive electrode active material layer may further contain, for example, a binder. The amount of binder may be, for example, 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the composite particles (positive electrode active material). The binder may contain any component. The binder may contain, for example, at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride (PVdF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-HFP), styrene butadiene rubber (SBR), and polytetrafluoroethylene (PTFE).

《負極》
負極20は、正極10の対電極である。負極20は層状である。負極20は、例えば、負極活物質層と、負極集電体とを含んでいてもよい。例えば、負極集電体の表面に負極合材が塗着されることにより、負極活物質層が形成されていてもよい。負極集電体は、例えば、銅(Cu)箔、Ni箔等を含んでいてもよい。負極集電体は、例えば、5~50μmの厚さを有していてもよい。
《Negative electrode》
The negative electrode 20 is a counter electrode of the positive electrode 10. The negative electrode 20 is layered. The negative electrode 20 may include, for example, a negative electrode active material layer and a negative electrode current collector. For example, the negative electrode active material layer may be formed by applying a negative electrode mixture to the surface of the negative electrode current collector. The negative electrode current collector may include, for example, copper (Cu) foil, Ni foil, or the like. The negative electrode current collector may have a thickness of, for example, 5 to 50 μm.

負極活物質層は、例えば、10~200μmの厚さを有していてもよい。負極活物質層は、セパレータ層30に密着している。負極活物質層は負極合材を含む。負極合材は、負極活物質粒子と硫化物固体電解質とを含む。負極合材は、導電材およびバインダをさらに含んでいてもよい。負極合材と正極合材との間で、硫化物固体電解質は同種であってもよいし、異種であってもよい。負極活物質粒子は、任意の成分を含み得る。負極活物質粒子は、例えば、黒鉛、Si、酸化珪素〔SiOx(0<x<2)〕、およびLi4Ti512からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 The negative electrode active material layer may have a thickness of, for example, 10 to 200 μm. The negative electrode active material layer is in close contact with the separator layer 30. The negative electrode active material layer includes a negative electrode mixture. The negative electrode mixture includes negative electrode active material particles and a sulfide solid electrolyte. The negative electrode mixture may further include a conductive material and a binder. The sulfide solid electrolyte may be the same or different between the negative electrode mixture and the positive electrode mixture. The negative electrode active material particles may include any component. The negative electrode active material particles may include at least one selected from the group consisting of, for example, graphite, Si, silicon oxide [SiO x (0<x<2)], and Li 4 Ti 5 O 12 .

《セパレータ層》
セパレータ層30は、正極10と負極20との間に介在している。セパレータ層30は、正極10を負極20から分離している。セパレータ層30は、硫化物固体電解質を含む。セパレータ層30はバインダをさらに含んでいてもよい。セパレータ層30と正極合材との間で、硫化物固体電解質は同種であってもよいし、異種であってもよい。セパレータ層30と負極合材との間で、硫化物固体電解質は同種であってもよいし、異種であってもよい。
<Separator layer>
The separator layer 30 is interposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. The separator layer 30 separates the positive electrode 10 from the negative electrode 20. The separator layer 30 includes a sulfide solid electrolyte. The separator layer 30 may further include a binder. The sulfide solid electrolyte may be the same or different between the separator layer 30 and the positive electrode composite. The sulfide solid electrolyte may be the same or different between the separator layer 30 and the negative electrode composite.

<複合粒子の製造方法>
図3は、本実施形態における複合粒子の製造方法の概略フローチャートである。以下「本実施形態における複合粒子の製造方法」が「本製造方法」と略記され得る。本製造方法は、「(a)混合物の準備」および「(b)複合粒子の製造」を含む。本製造方法は、例えば、「(c)熱処理」等をさらに含んでいてもよい。
<Method of Manufacturing Composite Particles>
3 is a schematic flow chart of the method for producing composite particles in this embodiment. Hereinafter, the "method for producing composite particles in this embodiment" may be abbreviated as "this production method". This production method includes "(a) preparation of a mixture" and "(b) production of composite particles". This production method may further include, for example, "(c) heat treatment" or the like.

《(a)混合物の準備》
本製造方法は、コーティング液と、正極活物質粒子とを混合することにより、混合物を準備することを含む。正極活物質粒子の詳細は前述のとおりである。混合物は、例えば、懸濁液であってもよいし、湿粉であってもよい。例えば、コーティング液中に正極活物質粒子(粉末)が分散されることにより、懸濁液が形成されてもよい。例えば、粉末中に、コーティング液が噴霧されることにより、湿粉が形成されてもよい。本製造方法においては、任意の混合装置、造粒装置等が使用され得る。
(a) Preparation of the mixture
The present manufacturing method includes preparing a mixture by mixing a coating liquid with positive electrode active material particles. The details of the positive electrode active material particles are as described above. The mixture may be, for example, a suspension or a wet powder. For example, a suspension may be formed by dispersing positive electrode active material particles (powder) in a coating liquid. For example, a wet powder may be formed by spraying a coating liquid into a powder. In the present manufacturing method, any mixing device, granulating device, etc. may be used.

コーティング液は、溶質と溶媒とを含む。溶質は膜材(コーティング膜の原料)を含む。コーティング液は、例えば、懸濁物(不溶解成分)、沈殿物等をさらに含んでいてもよい。 The coating liquid contains a solute and a solvent. The solute contains a film material (raw material for the coating film). The coating liquid may further contain, for example, suspended matter (insoluble components), precipitates, etc.

溶質は、例えば、リン酸化合物を含んでいてもよい。これにより、溶質はPを含み得る。リン酸化合物は、例えば、無水リン酸(P25)、オルトリン酸、ピロリン酸、メタリン酸〔(HPO3n〕、およびポリリン酸からなる群より選択される少なくとも1種であってもよい。リン酸化合物は、例えば、メタリン酸およびポリリン酸からなる群より選択される少なくとも1種であってもよい。メタリン酸およびポリリン酸は、その他のリン酸化合物に比して、長い分子鎖を有し得る。リン酸化合物が長い分子鎖を有することにより、連続性を有するコーティング膜が生成されやすくなると考えられる。コーティング膜が連続性を有することにより、例えば、被覆率の向上が期待される。 The solute may include, for example, a phosphoric acid compound. This allows the solute to include P. The phosphoric acid compound may be, for example, at least one selected from the group consisting of phosphoric anhydride (P 2 O 5 ), orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid [(HPO 3 ) n ], and polyphosphoric acid. The phosphoric acid compound may be, for example, at least one selected from the group consisting of metaphosphoric acid and polyphosphoric acid. Metaphosphoric acid and polyphosphoric acid may have a longer molecular chain than other phosphoric acid compounds. It is believed that the phosphoric acid compound has a longer molecular chain, which makes it easier to generate a coating film having continuity. For example, an improvement in coverage is expected due to the coating film having continuity.

溶質は、ナトリウム(Na)をさらに含んでいてもよい。コーティング液にNaが溶解していることにより、リン酸化合物の安定性が向上する可能性がある。コーティング液におけるNaの濃度(質量濃度)は、例えば、0~1%であってもよい。Naの濃度は、例えば、0.6%以下であってもよいし、0.5%以下であってもよい。Naの濃度は、例えば、0.5~0.6%であってもよい。 The solute may further contain sodium (Na). Dissolving Na in the coating liquid may improve the stability of the phosphate compound. The concentration (mass concentration) of Na in the coating liquid may be, for example, 0 to 1%. The concentration of Na may be, for example, 0.6% or less, or 0.5% or less. The concentration of Na may be, for example, 0.5 to 0.6%.

溶質は、リチウム化合物をさらに含んでいてもよい。溶質は、例えば、水酸化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウム等を含んでいてもよい。Pに対するLiのモル比(nLi/nP)は、例えば、1.1未満であってもよい〔上記式(3)参照〕。モル比(nLi/nP)が1.1未満であることにより、粒子表面の組成比(CLi/CP)が低減することが期待される。モル比(nLi/nP)は、例えば、0.75以下であってもよいし、0.30以下であってもよいし、ゼロであってもよい。モル比(nLi/nP)は、例えば、0~0.30であってもよいし、0.30~0.75であってもよい。 The solute may further include a lithium compound. The solute may include, for example, lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium nitrate, etc. The molar ratio of Li to P (n Li /n P ) may be, for example, less than 1.1 (see formula (3) above). When the molar ratio (n Li /n P ) is less than 1.1, it is expected that the composition ratio (C Li /C P ) of the particle surface is reduced. The molar ratio (n Li /n P ) may be, for example, 0.75 or less, 0.30 or less, or zero. The molar ratio (n Li /n P ) may be, for example, 0 to 0.30, or 0.30 to 0.75.

《(b)複合粒子の製造》
本製造方法は、混合物を乾燥することにより、複合粒子を製造することを含む。正極活物質粒子の表面に付着したコーティング液が乾燥することにより、コーティング膜が生成される。本製造方法においては、任意の乾燥方法が使用され得る。
(b) Production of Composite Particles
The present manufacturing method includes producing composite particles by drying the mixture. The coating liquid attached to the surface of the positive electrode active material particles is dried to produce a coating film. In the present manufacturing method, any drying method can be used.

例えば、スプレードライ法により、複合粒子が形成されてもよい。すなわち、懸濁液がノズルから噴霧されることにより、液滴が形成される。液滴は、正極活物質粒子とコーティング液とを含む。例えば、熱風により、液滴が乾燥されることにより、複合粒子が形成され得る。スプレードライ法の使用により、例えば、被覆率の向上が期待される。 For example, the composite particles may be formed by a spray-drying method. That is, the suspension is sprayed from a nozzle to form droplets. The droplets contain the positive electrode active material particles and the coating liquid. For example, the droplets are dried by hot air to form the composite particles. The use of the spray-drying method is expected to improve the coverage, for example.

スプレードライ用の懸濁液の固形分率は、体積分率で、例えば、1~50%であってもよいし、10~30%であってもよい。ノズル径は、例えば、0.1~10mmであってもよいし、0.1~1mmであってもよい。熱風温度は、例えば、100~200℃であってもよい。 The solid content of the suspension for spray drying may be, for example, 1 to 50% or 10 to 30% by volume. The nozzle diameter may be, for example, 0.1 to 10 mm or 0.1 to 1 mm. The hot air temperature may be, for example, 100 to 200°C.

例えば、転動流動層コーティング装置により、複合粒子が製造されてもよい。転動流動層コーティング装置においては、「(a)混合物の準備」および「(b)複合粒子の製造」が同時に実施され得る。 For example, the composite particles may be produced by a tumbling fluidized bed coating apparatus. In the tumbling fluidized bed coating apparatus, "(a) preparation of the mixture" and "(b) production of the composite particles" may be carried out simultaneously.

《(c)熱処理》
本製造方法は、複合粒子に熱処理を施すことを含んでいてもよい。熱処理によりコーティング膜が定着し得る。熱処理は「焼成」とも称され得る。本製造方法においては、任意の熱処理装置が使用され得る。熱処理温度は、例えば、150~300℃であってもよい。熱処理時間は、例えば、1~10時間であってもよい。例えば、空気中で熱処理が実施されてもよいし、不活性雰囲気下で熱処理が実施されてもよい。
(c) Heat Treatment
The present manufacturing method may include subjecting the composite particles to a heat treatment. The coating film may be fixed by the heat treatment. The heat treatment may also be referred to as "calcination." In the present manufacturing method, any heat treatment device may be used. The heat treatment temperature may be, for example, 150 to 300°C. The heat treatment time may be, for example, 1 to 10 hours. For example, the heat treatment may be performed in air or in an inert atmosphere.

以下、実施例を用いて本実施形態を説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。 The present embodiment will be described below using examples, but the present embodiment is not limited to these.

<正極活物質粒子の製造>
以下のように層状岩塩構造を有するリチウム含有複合酸化物である正極活物質粒子A~Dが製造された。
<Production of Positive Electrode Active Material Particles>
Positive electrode active material particles A to D, which are lithium-containing composite oxides having a layered rock salt structure, were produced as follows.

《正極活物質粒子A》
硫酸ニッケル(II)6水和物(NiSO・6HO)、硫酸コバルト(II)7水和物(CoSO・7HO)および硫酸マンガン(II)5水和物(MnSO・5HO)を純水に溶解し、原料水溶液を得た。原料水溶液におけるNi、CoおよびMnのモル比は1:1:1であり、原料水溶液中のNi、CoおよびMnの合計のモル濃度は、1.8mol/Lであった。
《Cathode active material particles A》
Nickel (II) sulfate hexahydrate ( NiSO4.6H2O ), cobalt (II) sulfate heptahydrate ( CoSO4.7H2O ), and manganese (II) sulfate pentahydrate ( MnSO4.5H2O ) were dissolved in pure water to obtain a raw material aqueous solution. The molar ratio of Ni, Co, and Mn in the raw material aqueous solution was 1: 1 : 1 , and the total molar concentration of Ni, Co, and Mn in the raw material aqueous solution was 1.8 mol/L.

反応容器内に10g/Lのアンモニア水溶液1Lを準備した。該反応容器に原料水溶液1Lを5.2mL/minの速度で滴下しながら、水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHが11.20±0.2以内になるように調整することで沈殿を形成させ、前駆体を得た。沈殿反応開始から終了までの間、反応液のアンモニア濃度が10g/Lとなるように該アンモニア水溶液を適宜加えた。 1 L of 10 g/L ammonia aqueous solution was prepared in a reaction vessel. 1 L of the raw material aqueous solution was dripped into the reaction vessel at a rate of 5.2 mL/min while adjusting the pH to within 11.20±0.2 using an aqueous sodium hydroxide solution to form a precipitate and obtain a precursor. From the start to the end of the precipitation reaction, the aqueous ammonia solution was appropriately added so that the ammonia concentration of the reaction solution was 10 g/L.

前駆体に、LiCOをNi、CoおよびMnに対するLiのモル比が1.10となるように混合し、酸素雰囲気下、800℃で5時間焼成した。その後、大気雰囲気下で2時間静置することで、正極活物質粒子Aを得た。前述の手順により、正極活物質粒子Aの組成が測定された。結果は、下記表1に示される。 The precursor was mixed with Li2CO3 so that the molar ratio of Li to Ni, Co, and Mn was 1.10, and the mixture was fired at 800°C for 5 hours in an oxygen atmosphere. The mixture was then left to stand for 2 hours in an air atmosphere to obtain positive electrode active material particles A. The composition of the positive electrode active material particles A was measured by the above-mentioned procedure. The results are shown in Table 1 below.

《正極活物質粒子B~D》
原料水溶液におけるNi、CoおよびMnのモル比を3:1:1となるように溶解した点を除いては正極活物質粒子Aと同様の方法で正極活物質粒子Bを得た。硫酸マンガン(II)5水和物の代わりに硫酸アルミニウム(Al(SO)を用いて、Ni、CoおよびAlのモル比を82:15:3となるように溶解した点を除いては正極活物質粒子Aと同様の方法で正極活物質粒子Cを得た。大気雰囲気下で静置しなかった点を除いては正極活物質粒子Aと同様の方法で正極活物質粒子Dを得た。前述の手順により、正極活物質粒子B~Dの組成が測定された。結果は、下記表1に示される。
《Cathode active material particles B to D》
Positive electrode active material particles B were obtained in the same manner as positive electrode active material particles A, except that the molar ratio of Ni, Co, and Mn in the raw material aqueous solution was 3:1:1. Positive electrode active material particles C were obtained in the same manner as positive electrode active material particles A, except that aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) was used instead of manganese (II) sulfate pentahydrate, and the molar ratio of Ni, Co, and Al was 82:15:3. Positive electrode active material particles D were obtained in the same manner as positive electrode active material particles A, except that the particles were not allowed to stand under air. The compositions of positive electrode active material particles B to D were measured by the above-mentioned procedure. The results are shown in Table 1 below.

<全固体電池の製造>
以下のようにNo.1~7に係る複合粒子、正極および全固体電池が製造された。以下、例えば、「No.1に係る複合粒子」が「No.1」と略記され得る。
<Manufacturing of all-solid-state batteries>
Composite particles, positive electrodes, and all-solid-state batteries according to Nos. 1 to 7 were produced as follows. Hereinafter, for example, "composite particles according to No. 1" may be abbreviated as "No. 1."

《No.1》
(コーティング液)
166質量部のイオン交換水に、10.8質量部のメタリン酸(富士フイルム和光純薬社製)が溶解されることにより、コーティング液が準備された。さらにモル比(nLi/nP)が0.30となるように、コーティング液に水酸化リチウム・1水和物(LiOH・H2O)が溶解された。
"No. 1"
(Coating liquid)
A coating liquid was prepared by dissolving 10.8 parts by mass of metaphosphoric acid (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 166 parts by mass of ion-exchanged water. Furthermore, lithium hydroxide monohydrate (LiOH.H 2 O) was dissolved in the coating liquid so that the molar ratio (n Li /n P ) was 0.30.

(正極)
正極活物質粒子Aが準備された。50質量部の正極活物質粒子の粉末が、53.7質量部のコーティング液に分散されることにより、懸濁液が準備された。BUCHI社製のスプレードライヤー「製品名 Mini Spray Dryer B-290」が準備された。懸濁液がスプレードライヤーに供給されることにより、複合粒子の粉末が製造された。スプレードライヤーの給気温度は200℃であり、給気風量は0.45m3/minであった。複合粒子が空気中で熱処理された。熱処理温度は200℃であった。熱処理時間は5時間であった。前述の手順により、粒子表面の組成比(CLi/CP)およびCOの発生量(mass%)が測定された。結果は、下記表1に示される。なお、後述するNo.2~7においても同様に粒子表面の組成比(CLi/CP)およびCOの発生量(mass%)が測定された。
(positive electrode)
Positive electrode active material particles A were prepared. A suspension was prepared by dispersing 50 parts by mass of the powder of the positive electrode active material particles in 53.7 parts by mass of the coating liquid. A spray dryer manufactured by BUCHI, product name Mini Spray Dryer B-290, was prepared. The suspension was supplied to the spray dryer to produce a powder of composite particles. The supply air temperature of the spray dryer was 200° C., and the supply air volume was 0.45 m 3 /min. The composite particles were heat-treated in air. The heat treatment temperature was 200° C. The heat treatment time was 5 hours. The composition ratio (C Li /C P ) of the particle surface and the amount of CO 2 generated (mass%) were measured by the above-mentioned procedure. The results are shown in Table 1 below. Note that No. Similarly, for No. 2 to No. 7, the composition ratio (C Li /C P ) on the particle surface and the amount of CO 2 generated (mass %) were measured.

下記材料が準備された。
硫化物固体電解質:LiIを含むLi2S-P25系ガラスセラミックス(D50:0.8μm)
導電材 :VGCF
バインダ :SBR
分散媒 :ヘプタン
正極集電体 :Al箔
複合粒子と、硫化物固体電解質と、導電材と、バインダと、分散媒とが混合されることにより、正極スラリーが準備された。複合粒子と硫化物固体電解質との混合比は「複合粒子/硫化物固体電解質=6/4(体積比)」であった。導電材の配合量は、100質量部の複合粒子に対して3質量部であった。バインダの配合量は、100質量部の複合粒子に対して0.7質量部であった。エスエムテー社製の超音波ホモジナイザ―「型式 UH-50」により、正極スラリーが十分攪拌された。正極スラリーが正極集電体の表面に塗工されることにより、塗膜が形成された。ホットプレートにより、塗膜が100℃で30分間乾燥された。これにより正極原反が製造された。正極原反から、円盤状の正極が切り出された。正極の面積は1cm2であった。
The following materials were prepared:
Sulfide solid electrolyte: Li2S - P2S5 - based glass ceramics containing LiI (D50: 0.8 μm)
Conductive material: VGCF
Binder: SBR
Dispersion medium: heptane Positive electrode current collector: Al foil The composite particles, the sulfide solid electrolyte, the conductive material, the binder, and the dispersion medium were mixed to prepare a positive electrode slurry. The mixing ratio of the composite particles and the sulfide solid electrolyte was "composite particles/sulfide solid electrolyte = 6/4 (volume ratio)". The amount of the conductive material was 3 parts by mass per 100 parts by mass of the composite particles. The amount of the binder was 0.7 parts by mass per 100 parts by mass of the composite particles. The positive electrode slurry was sufficiently stirred by an ultrasonic homogenizer "Type UH-50" manufactured by SMT Corporation. The positive electrode slurry was applied to the surface of the positive electrode current collector to form a coating film. The coating film was dried at 100 ° C. for 30 minutes by a hot plate. This produced a positive electrode raw sheet. A disk-shaped positive electrode was cut out from the positive electrode raw sheet. The area of the positive electrode was 1 cm 2 .

(負極)
硫化物固体電解質、導電材、バインダおよび分散媒として、正極と同様の材料が準備された。撹拌装置として、プライミクス社製の撹拌装置(製品名「フィルミックス」、型式「30-L型」)が準備された。攪拌装置の攪拌容器に、硫化物固体電解質と、導電材と、バインダと、分散媒とが、投入された。20000rpmの回転数で30分間、攪拌容器内の材料が攪拌された。
(Negative electrode)
The same materials as those for the positive electrode were prepared as the sulfide solid electrolyte, conductive material, binder, and dispersion medium. A Primix Corporation stirrer (product name: Filmix, model: 30-L type) was prepared as the stirrer. The sulfide solid electrolyte, conductive material, binder, and dispersion medium were put into the stirring vessel of the stirrer. The materials in the stirring vessel were stirred at a rotation speed of 20,000 rpm for 30 minutes.

負極活物質粒子としてLi4Ti512(D50:1.0μm)、および、負極集電体としてCu箔が準備された。攪拌容器に、負極活物質粒子が追加投入された。撹拌は、15000rpmで60分間行われた。負極活物質粒子と硫化物固体電解質との混合比は「複合粒子/硫化物固体電解質=7/3(体積比)」であった。導電材の配合量は、100質量部の複合粒子に対して1質量部であった。バインダの配合量は、100質量部の複合粒子に対して2質量部であった。負極活物質粒子の投入後、15000rpmの回転数で60分間、攪拌容器内の材料が攪拌され、負極スラリーが調製された。負極スラリーが負極集電体の表面に塗工されることにより、塗膜が形成された。ホットプレートにより、塗膜が100℃で30分間乾燥された。これにより負極原反が製造された。負極原反から、円盤状の負極が切り出された。負極の面積は1cm2であった。 Li 4 Ti 5 O 12 (D50: 1.0 μm) was prepared as the negative electrode active material particles, and Cu foil was prepared as the negative electrode current collector. The negative electrode active material particles were added to the stirring vessel. Stirring was performed at 15,000 rpm for 60 minutes. The mixing ratio of the negative electrode active material particles and the sulfide solid electrolyte was "composite particles/sulfide solid electrolyte = 7/3 (volume ratio)". The amount of the conductive material was 1 part by mass per 100 parts by mass of the composite particles. The amount of the binder was 2 parts by mass per 100 parts by mass of the composite particles. After the negative electrode active material particles were added, the material in the stirring vessel was stirred at a rotation speed of 15,000 rpm for 60 minutes to prepare a negative electrode slurry. The negative electrode slurry was applied to the surface of the negative electrode current collector to form a coating film. The coating film was dried at 100 ° C. for 30 minutes by a hot plate. In this way, a negative electrode blank was produced. A disk-shaped negative electrode was cut out from the negative electrode blank. The area of the negative electrode was 1 cm2 .

(セパレータ層)
硫化物固体電解質として、LiIを含むLi2S-P25系ガラスセラミックス(D50:2.5μm)が準備された。プレス加工用の金型として、内径断面積が1cm2の筒状のセラミックスが準備された。該硫化物固体電解質64.8mgを金型に入れ、平滑にした後、1ton/cm2の圧力によりプレスをして押し固めることで、セパレータ層を得た。
(Separator Layer)
As the sulfide solid electrolyte, Li2S - P2S5 - based glass ceramics (D50: 2.5 μm) containing LiI was prepared. As a mold for pressing, a cylindrical ceramic with an inner diameter cross-sectional area of 1 cm2 was prepared. 64.8 mg of the sulfide solid electrolyte was placed in the mold, smoothed, and then pressed at a pressure of 1 ton/ cm2 to compact the material, thereby obtaining a separator layer.

(全固体電池)
上記金型内において、セパレータ層の片面に正極が、もう一方の面に負極が、配置された。6ton/cm2の圧力により1分間、負極、セパレータ層および正極がまとめてプレスされた。正極および負極にステンレス棒を入れ、1ton/cm2で拘束することで、発電要素が形成された。筐体として、アルミラミネートフィルム製のパウチが準備された。電池要素が筐体に封入された。これにより、全固体電池が形成された。
(All-solid-state battery)
In the mold, a positive electrode was placed on one side of the separator layer, and a negative electrode was placed on the other side. The negative electrode, separator layer, and positive electrode were pressed together for 1 minute under a pressure of 6 ton/ cm2 . A stainless steel rod was inserted into the positive electrode and the negative electrode, and restrained at 1 ton/ cm2 to form a power generating element. A pouch made of an aluminum laminate film was prepared as a housing. The battery element was sealed in the housing. This formed an all-solid-state battery.

《No.2》
正極活物質粒子Aが準備された。166質量部のイオン交換水に、10.8質量部のメタリン酸(富士フイルム和光純薬社製)が溶解されることにより、コーティング液が準備された。コーティング液に水酸化リチウム・1水和物を加えなかった。これ以降、No.1と同様に、複合粒子、正極および全固体電池が製造された。
"No. 2"
Positive electrode active material particles A were prepared. 10.8 parts by mass of metaphosphoric acid (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 166 parts by mass of ion-exchanged water to prepare a coating solution. No lithium hydroxide monohydrate was added to the coating solution. After this, composite particles, positive electrodes, and all-solid-state batteries were manufactured in the same manner as in No. 1.

《No.3》
正極活物質粒子Aが準備された。166質量部のイオン交換水に、10.8質量部のメタリン酸(富士フイルム和光純薬社製)が溶解されることにより、コーティング液が準備された。さらにモル比(nLi/nP)が0.75となるように、コーティング液に水酸化リチウム・1水和物が溶解された。これ以降、No.1と同様に、複合粒子、正極および全固体電池が製造された。
"No. 3"
Positive electrode active material particles A were prepared. 10.8 parts by mass of metaphosphoric acid (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 166 parts by mass of ion-exchanged water to prepare a coating liquid. Furthermore, lithium hydroxide monohydrate was dissolved in the coating liquid so that the molar ratio (n Li /n P ) was 0.75. From this point on, composite particles, positive electrodes, and all-solid-state batteries were manufactured in the same manner as in No. 1.

《No.4》
正極活物質粒子Bが準備された。正極活物質粒子Bを用いた点を除いては、No.1と同様に、複合粒子、正極および全固体電池が製造された。
"No. 4"
Positive electrode active material particles B were prepared. Composite particles, a positive electrode, and an all-solid-state battery were manufactured in the same manner as in No. 1, except that positive electrode active material particles B were used.

《No.5》
正極活物質粒子Cが準備された。正極活物質粒子Cを用いた点を除いては、No.1と同様に、複合粒子、正極および全固体電池が製造された。
"No. 5"
Positive electrode active material particles C were prepared. Composite particles, a positive electrode, and an all-solid-state battery were manufactured in the same manner as in No. 1, except that the positive electrode active material particles C were used.

《No.6》
正極活物質粒子Dが準備された。正極活物質粒子Dを用いた点を除いては、No.1と同様に、複合粒子、正極および全固体電池が製造された。
"No. 6"
Positive electrode active material particles D were prepared. Composite particles, a positive electrode, and an all-solid-state battery were manufactured in the same manner as in No. 1, except that positive electrode active material particles D were used.

《No.7》
正極活物質粒子Aが準備された。166質量部のイオン交換水に、10.8質量部のメタリン酸(富士フイルム和光純薬社製)が溶解されることにより、コーティング液が準備された。さらにモル比(nLi/nP)が2.00となるように、コーティング液に硝酸リチウム(LiNO)が溶解された。これ以降、No.1と同様に、複合粒子、正極および全固体電池が製造された。
"No. 7"
Positive electrode active material particles A were prepared. 10.8 parts by mass of metaphosphoric acid (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 166 parts by mass of ion-exchanged water to prepare a coating liquid. Furthermore, lithium nitrate (LiNO 3 ) was dissolved in the coating liquid so that the molar ratio (n Li /n P ) was 2.00. Thereafter, composite particles, positive electrodes, and all-solid-state batteries were manufactured in the same manner as in No. 1.

<評価>
定電流-定電圧充電と、定電流放電とにより、評価用電池の容量が確認された。充放電の時間率は、1/3Cであった。「C」は時間率を表す記号である。1Cの時間率では、電池の満充電容量が1時間で放電される。
<Evaluation>
The capacity of the evaluation battery was confirmed by constant current-constant voltage charging and constant current discharging. The charge/discharge time rate was 1/3C. "C" is the symbol for the time rate. At a time rate of 1C, the full charge capacity of the battery is discharged in 1 hour.

1/3Cの時間率により、評価用電池のSOC(state of charge)が50%に調整された。SOCの調整後、交流インピーダンス測定が実施された。振幅は10mVであった。周波数範囲は0.1~106Hzであった。これによりCole-Coleプロットが作成された。Cole-Coleプロットに対して、円弧がフィッティングされた。フィッティングされた円弧と、実数軸との2つの交点の間の距離が求められた。該距離が「界面抵抗」とみなされた。No.1に係る全固体電池の界面抵抗を基準(1.0)として、各全固体電池の界面抵抗を相対化して評価した。結果を下記表1に示す。 The state of charge (SOC) of the evaluation battery was adjusted to 50% by a time rate of 1/3C. After adjusting the SOC, an AC impedance measurement was performed. The amplitude was 10 mV. The frequency range was 0.1 to 10 6 Hz. This resulted in a Cole-Cole plot. An arc was fitted to the Cole-Cole plot. The distance between the two intersections of the fitted arc and the real axis was determined. This distance was considered to be the "interface resistance". The interface resistance of the all-solid-state battery No. 1 was set as the reference (1.0) and the interface resistance of each all-solid-state battery was relativized and evaluated. The results are shown in Table 1 below.

<結果>
上述の条件で測定した複合粒子のCOの発生量が0.1mass%以上であり、かつ、粒子表面の組成比(CLi/CP)が2.5以下であるNo.1~5は、界面抵抗が顕著に低減している。
<Results>
Nos. 1 to 5, in which the amount of CO 2 generated from the composite particles measured under the above conditions was 0.1 mass % or more and the composition ratio (C Li /C P ) of the particle surface was 2.5 or less, showed a significant reduction in interface resistance.

上述の条件で測定した複合粒子のCOの発生量が0.1mass%よりも少ないNo.6は、界面抵抗が顕著に増大した。粒子表面の組成比(CLi/CP)が2.5よりも大きいNo.7は、界面抵抗が顕著に増大した。 No. 6, in which the amount of CO2 generated from the composite particles measured under the above conditions was less than 0.1 mass%, showed a significant increase in interface resistance. No. 7, in which the composition ratio (C Li /C P ) of the particle surface was greater than 2.5, showed a significant increase in interface resistance.

本実施形態および本実施例は、全ての点で例示である。本実施形態および本実施例は、制限的ではない。本開示の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内における全ての変更を包含する。例えば、本実施形態および本実施例から、任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも当初から予定されている。 The present embodiment and the present examples are illustrative in all respects. The present embodiment and the present examples are not limiting. The technical scope of the present disclosure includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the claims. For example, it is contemplated from the beginning that any configuration may be extracted from the present embodiment and the present examples and that they may be combined in any desired manner.

1 正極活物質粒子、2 コーティング膜、5 複合粒子、10 正極、20 負極、30 セパレータ層、50 発電要素、100 全固体電池。 1 Positive electrode active material particles, 2 Coating film, 5 Composite particles, 10 Positive electrode, 20 Negative electrode, 30 Separator layer, 50 Power generating element, 100 All-solid-state battery.

Claims (7)

正極活物質粒子と、コーティング膜と、を含み、
前記正極活物質粒子は、層状岩塩構造のリチウム含有複合酸化物を含み、
前記コーティング膜は、前記正極活物質粒子の表面の少なくとも一部を被覆しており、
前記コーティング膜は、リン化合物を含み、
下記式(1):
Li/CP≦2.5 (1)
の関係を満たし、
上記式(1)中、
Liは、X線光電子分光法により測定されるLi1sスペクトルのピーク面積から求まるリチウムの元素濃度を示し、
Pは、X線光電子分光法により測定されるP2pスペクトルのピーク面積から求まるリンの元素濃度を示し、
加熱発生ガス質量分析により室温から600℃まで10℃/分で昇温した際の二酸化炭素の発生量が0.1mass%以上であり、
前記層状岩塩構造のリチウム含有複合酸化物は、下記式(2):
LiNiCoMe1-x-y (2)
によって表され、上記式(2)中、
Meは、MnおよびAlからなる群より選択される少なくとも1種を含み、
aは、0.90≦a≦1.20の関係を満たし、
xは、0.30≦x≦0.90の関係を満たし、
yは、0.10≦≦0.40の関係を満たす、複合粒子。
The positive electrode active material particles and the coating film are included,
the positive electrode active material particles contain a lithium-containing composite oxide having a layered rock salt structure,
the coating film covers at least a part of the surface of the positive electrode active material particle,
The coating film contains a phosphorus compound,
The following formula (1):
C Li /C P ≦2.5 (1)
Fulfilling the relationship,
In the above formula (1),
C Li represents the elemental concentration of lithium determined from the peak area of the Li1s spectrum measured by X-ray photoelectron spectroscopy,
C P represents the elemental concentration of phosphorus determined from the peak area of the P2p spectrum measured by X-ray photoelectron spectroscopy;
The amount of carbon dioxide generated when the temperature was increased from room temperature to 600° C. at a rate of 10° C./min by thermal generated gas mass spectrometry was 0.1 mass% or more;
The lithium-containing composite oxide having a layered rock salt structure has the following formula (2):
Li a Ni x Co y Me 1-x-y O 2 (2)
In the above formula (2),
Me includes at least one selected from the group consisting of Mn and Al;
a satisfies the relationship 0.90≦a≦1.20,
x satisfies the relationship 0.30≦x≦0.90,
Composite particles, wherein y satisfies the relationship 0.10≦ y ≦0.40.
加熱発生ガス質量分析により室温から600℃まで10℃/分で昇温した際の二酸化炭素の発生量が1.0mass%以下である、請求項1に記載の複合粒子。 The composite particles according to claim 1, in which the amount of carbon dioxide generated when the temperature is increased from room temperature to 600°C at a rate of 10°C/min is 1.0 mass% or less, as determined by thermal gas generation mass spectrometry. 前記xは、0.50≦x≦0.90の関係を満たす、請求項1に記載の複合粒子。 The composite particle according to claim 1, wherein x satisfies the relationship 0.50≦x≦0.90. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の複合粒子と、硫化物固体電解質と、を含む、正極。 A positive electrode comprising the composite particles according to any one of claims 1 to 3 and a sulfide solid electrolyte. 請求項4に記載の正極を含む、全固体電池。 An all-solid-state battery comprising the positive electrode according to claim 4. (a)コーティング液と正極活物質粒子とを混合することにより、混合物を準備すること、および
(b)前記混合物を乾燥することにより、複合粒子を製造すること、
を含み、
前記正極活物質粒子は、層状岩塩構造のリチウム含有複合酸化物を含み、
前記層状岩塩構造のリチウム含有複合酸化物は、下記式(2):
LiNiCoMe1-x-y (2)
によって表され、上記式(2)中、
Meは、MnおよびAlからなる群より選択される少なくとも1種を含み、
aは、0.90≦a≦1.20の関係を満たし、
xは、0.30≦x≦0.90の関係を満たし、
yは、0.10≦≦0.40の関係を満たし、
前記コーティング液は、溶質と溶媒とを含み、
前記溶質は、リン酸化合物を含み、
前記コーティング液は、下記式(3):
0≦nLi/nP<1.1 (3)
の関係を満たし、
上記式(3)中、
Liは、前記コーティング液中におけるリチウムのモル濃度を示し、
Pは、前記コーティング液中におけるリンのモル濃度を示す、複合粒子の製造方法。
(a) preparing a mixture by mixing a coating liquid with positive electrode active material particles; and (b) producing composite particles by drying the mixture.
Including,
the positive electrode active material particles contain a lithium-containing composite oxide having a layered rock salt structure,
The lithium-containing composite oxide having a layered rock salt structure has the following formula (2):
Li a Ni x Co y Me 1-x-y O 2 (2)
In the above formula (2),
Me includes at least one selected from the group consisting of Mn and Al;
a satisfies the relationship 0.90≦a≦1.20,
x satisfies the relationship 0.30≦x≦0.90,
y satisfies the relationship of 0.10≦ y ≦0.40,
The coating liquid includes a solute and a solvent,
The solute comprises a phosphate compound;
The coating liquid has the following formula (3):
0≦n Li /n P <1.1 (3)
Fulfilling the relationship,
In the above formula (3),
n Li represents the molar concentration of lithium in the coating liquid,
A method for producing composite particles, wherein n P represents the molar concentration of phosphorus in the coating liquid.
前記(b)は、スプレードライ法により、前記複合粒子を形成することを含む、請求項6に記載の複合粒子の製造方法。 The method for producing composite particles according to claim 6, wherein (b) includes forming the composite particles by a spray drying method.
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