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JP2018163742A - Positive electrode material for lithium ion secondary battery, positive electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, and method for evaluating positive electrode for lithium ion secondary battery - Google Patents

Positive electrode material for lithium ion secondary battery, positive electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, and method for evaluating positive electrode for lithium ion secondary battery Download PDF

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JP2018163742A JP2017059070A JP2017059070A JP2018163742A JP 2018163742 A JP2018163742 A JP 2018163742A JP 2017059070 A JP2017059070 A JP 2017059070A JP 2017059070 A JP2017059070 A JP 2017059070A JP 2018163742 A JP2018163742 A JP 2018163742A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive electrode material for a lithium ion secondary battery, which has optimal coatability of a carbonaceous coating film.SOLUTION: The positive electrode material for a lithium ion secondary battery is an active material particle including: a center particle expressed by a general formula of LiFeMPO(0.95≤x≤1.1, 0.8≤y≤1.1, 0≤z≤0.2, and M is at least one kind selected from a group of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and a rare earth element); and a carbonaceous coating film that coats a surface of the center particle. A specific surface ratio Δb/BET is 0.25 or more and 0.35 or less (Δbis a difference between a chromaticity bin a Labcolorimetric system after heating the active material particle for a 72-hour under an air atmosphere and at 180°C and the chromaticity bbefore heating the active material particle).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用正極材料、リチウムイオン二次電池用正極、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法に関する。   The present invention relates to a positive electrode material for a lithium ion secondary battery, a positive electrode for a lithium ion secondary battery, a lithium ion secondary battery, and a method for evaluating a positive electrode material for a lithium ion secondary battery.

近年、小型化、軽量化、高容量化が期待される電池として、リチウムイオン二次電池等の非水電解液系の二次電池が提案され、実用に供されている。リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを可逆的に脱挿入可能な性質を有する正極および負極と、非水系の電解質とから構成されている。
リチウムイオン二次電池の負極材料の負極活物質としては、一般に炭素系材料またはリチウムイオンを可逆的に脱挿入可能な性質を有するLi含有金属酸化物が用いられる。そのようなLi含有金属酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム(LiTi12)が挙げられる。
In recent years, non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries have been proposed and put into practical use as batteries that are expected to be reduced in size, weight, and capacity. A lithium ion secondary battery is composed of a positive electrode and a negative electrode having a property capable of reversibly removing and inserting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte.
Generally as a negative electrode active material of the negative electrode material of a lithium ion secondary battery, the carbon-type material or the Li containing metal oxide which has a property which can reversibly insert and remove lithium ion is used. Examples of such a Li-containing metal oxide include lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ).

一方、リチウムイオン二次電池の正極としては、正極材料およびバインダー等を含む正極材料合剤が用いられている。正極活物質としては、例えば、リン酸鉄リチウム(LiFePO)等のリチウムイオンを可逆的に脱挿入可能な性質を有するLi含有金属酸化物が用いられる。そして、この正極材料合剤を電極集電体と称される金属箔の表面に塗布することにより、リチウムイオン二次電池の正極が形成される。 On the other hand, as a positive electrode of a lithium ion secondary battery, a positive electrode material mixture including a positive electrode material and a binder is used. As the positive electrode active material, for example, a Li-containing metal oxide having a property capable of reversibly removing and inserting lithium ions such as lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) is used. And the positive electrode of a lithium ion secondary battery is formed by apply | coating this positive electrode material mixture on the surface of metal foil called an electrode collector.

リチウムイオン二次電池の電解液には非水系溶媒が用いられる。非水系溶媒は、高電位で酸化還元する正極活物質や、低電位で酸化還元する負極活物質を適用することができる。これにより、高電圧を有するリチウムイオン二次電池を実現することができる。   A non-aqueous solvent is used for the electrolyte of the lithium ion secondary battery. As the non-aqueous solvent, a positive electrode active material that is oxidized and reduced at a high potential and a negative electrode active material that is oxidized and reduced at a low potential can be applied. Thereby, the lithium ion secondary battery which has a high voltage is realizable.

このようなリチウムイオン二次電池は、鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等の従来の二次電池と比べて、軽量かつ小型であるとともに、高エネルギーを有している。そのため、リチウムイオン二次電池は、携帯用電話機およびノート型パーソナルコンピューター等の携帯用電子機器に用いられる小型電源のみならず、定置式の非常用大型電源としても用いられている。   Such a lithium ion secondary battery is lighter and smaller than conventional secondary batteries such as a lead battery, a nickel cadmium battery, and a nickel metal hydride battery, and has high energy. Therefore, lithium ion secondary batteries are used not only as small power sources used for portable electronic devices such as portable telephones and laptop personal computers, but also as stationary emergency large power sources.

近年、リチウムイオン二次電池の性能向上が求められ、種々検討されている。例えば、リン酸鉄リチウム等の電子伝導性が低い正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池を高電流密度領域で使用する場合、性能向上のためには、正極活物質の電子伝導性の向上が求められる。このような物性要求に対しては、正極活物質の表面に炭素質の材料で被覆(以下、「炭素質被膜」と言うことがある。)する技術が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。正極活物質の表面を炭素質被膜で被覆する方法としては、正極活物質と炭素源とを混合し、その混合物を不活性雰囲気下または還元性雰囲気下で焼成する方法が知られている。   In recent years, improvement in performance of lithium ion secondary batteries has been demanded and various studies have been made. For example, when a lithium ion secondary battery using a positive electrode active material having a low electronic conductivity such as lithium iron phosphate is used in a high current density region, the electron conductivity of the positive electrode active material is improved in order to improve performance. Is required. In response to such physical property requirements, a technique of coating the surface of the positive electrode active material with a carbonaceous material (hereinafter, sometimes referred to as “carbonaceous coating”) is known (for example, Patent Document 1). To 3). As a method for coating the surface of the positive electrode active material with a carbonaceous film, a method of mixing the positive electrode active material and a carbon source and firing the mixture in an inert atmosphere or a reducing atmosphere is known.

リン酸鉄リチウムの表面における炭素質被膜の被覆率が高くなるほど、電子伝導性が向上し、入出力特性も向上する傾向にある。しかし、炭素質被膜はリチウムイオンの移動を阻害する側面も有するため、被覆率が高過ぎると入出力特性が低下することも知られている(例えば、特許文献4参照)。   As the coverage of the carbonaceous film on the surface of lithium iron phosphate increases, the electron conductivity tends to improve and the input / output characteristics tend to improve. However, since the carbonaceous film also has a side surface that inhibits the movement of lithium ions, it is also known that the input / output characteristics deteriorate if the coverage is too high (see, for example, Patent Document 4).

特開2009−004371号公報JP 2009-004371 A 特開2011−049161号公報JP 2011-046161 A 特開2012−104290号公報JP 2012-104290 A 特許第5822017号公報Japanese Patent No. 5822017

リン酸鉄リチウムの入出力特性を向上させるために最適な炭素質被膜の被覆状態は、リチウムイオンの移動を阻害し過ぎないようにしつつ、できるだけリン酸鉄リチウムの電子伝導性を高めることができるような被覆率の状態である。   The optimal coating state of the carbonaceous film to improve the input / output characteristics of lithium iron phosphate can increase the electronic conductivity of lithium iron phosphate as much as possible while preventing the migration of lithium ions too much. It is the state of such a coverage.

しかしながら、炭素質被膜の被覆性を精確かつ簡便に評価することは容易ではない。例えば、特許文献4では、炭素被覆率を透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope、TEM)およびエネルギー分散型X線分析装置(Energy Dispersive X−ray microanalyzer、EDX)を用いた面分析によって炭素質被膜の割合を算出している。この面分析は、炭素質被膜層の細かい未被覆領域を検出できないため、検出精度が低い。この面分析の他にも、ラマン分光法で得られる炭素質被膜由来のピーク面積と炭素被覆されていないPOピーク面積との面積比から、炭素質被膜の被覆性を評価する方法も知られている。この方法は、ビーム光のエネルギーで炭素質被膜が酸化分解するため、精度が低い。
さらに、炭素質被膜の被覆性は、被覆率、膜厚およびその均一性(凹凸状態)、炭素質被膜中の細孔や炭素質被膜の結晶度等にも影響される。
However, it is not easy to accurately and simply evaluate the coverage of the carbonaceous film. For example, in Patent Document 4, carbon coverage is determined by surface analysis using a transmission electron microscope (TEM) and an energy dispersive X-ray analyzer (Energy Dispersive X-ray microanalyzer, EDX). The percentage is calculated. This surface analysis cannot detect a fine uncovered region of the carbonaceous coating layer, and therefore the detection accuracy is low. In addition to this surface analysis, a method for evaluating the coverage of a carbonaceous film from the area ratio between the peak area derived from the carbonaceous film obtained by Raman spectroscopy and the PO 4 peak area not coated with carbon is also known. ing. This method has low accuracy because the carbonaceous film is oxidized and decomposed by the energy of the beam light.
Furthermore, the coverage of the carbonaceous film is also affected by the coverage, film thickness and uniformity thereof (irregularity state), pores in the carbonaceous film, crystallinity of the carbonaceous film, and the like.

上記の理由から、リン酸鉄リチウムの表面における炭素質被膜の被覆性を精確に評価することは難しい。また、入出力特性を向上するために最適な炭素質被膜の被覆性は不明であった。   For the above reasons, it is difficult to accurately evaluate the coverage of the carbonaceous film on the surface of lithium iron phosphate. Further, the optimal coverage of the carbonaceous film for improving the input / output characteristics has been unknown.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、最適な炭素質被膜の被覆性を有するリチウムイオン二次電池用正極材料、そのリチウムイオン二次電池用正極材料を含有するリチウムイオン二次電池用正極、および、そのリチウムイオン二次電池用正極を備えたリチウムイオン二次電池、リン酸鉄リチウムの表面における炭素質被膜の被覆性を精確かつ簡便に評価することができるリチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a lithium ion secondary battery positive electrode material having an optimal carbonaceous coating property, and a lithium ion secondary battery containing the lithium ion secondary battery positive electrode material. A positive electrode for a secondary battery, a lithium ion secondary battery provided with the positive electrode for a lithium ion secondary battery, and a lithium ion secondary battery capable of accurately and simply evaluating the coverage of a carbonaceous film on the surface of lithium iron phosphate It aims at providing the evaluation method of the positive electrode material for secondary batteries.

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する炭素質被膜とを含む活物質粒子における炭素質被膜の被覆性をΔb/BET比表面積比で評価することによって、Δb/BET比表面積比を0.25以上かつ0.35以下とすることにより、入出力特性の向上に最適な炭素質被膜の被覆性を有するリチウムイオン二次電池用正極材料を提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1). , 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is at least selected from the group consisting of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge and rare earth elements By evaluating the coverage of the carbonaceous film in the active material particles including the center particle represented by 1 type) and the carbonaceous film covering the surface of the center particle by Δb * / BET specific surface area ratio, Δb * By providing a / BET specific surface area ratio of 0.25 or more and 0.35 or less, it is possible to provide a positive electrode material for a lithium ion secondary battery having an optimal carbonaceous film covering property for improving input / output characteristics. As a result, the present invention has been completed.

本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する炭素質被膜とを含む活物質粒子であって、Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下(Δb:前記活物質粒子を大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと前記活物質粒子の加熱前の色度bとの差)であることを特徴とする。 The positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention has a general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0. 2, wherein M is a center represented by Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and a rare earth element. Active material particles comprising particles and a carbonaceous film covering the surface of the central particle, wherein a Δb * / BET specific surface area ratio is 0.25 or more and 0.35 or less (Δb * : the active material particles characterized in that the atmosphere is at 180 ° C. the difference between the chromaticity b * and the active material chromaticity before heating of the particles b * in 72 hours while heating to L * a * b * color system after) And

本発明のリチウムイオン二次電池用正極は、電極集電体と、該電極集電体上に形成された正極合剤層と、を備えたリチウムイオン二次電池用正極であって、前記正極合剤層は、本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料を含有することを特徴とする。   The positive electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention is a positive electrode for a lithium ion secondary battery comprising an electrode current collector and a positive electrode mixture layer formed on the electrode current collector, wherein the positive electrode The mixture layer contains the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention.

本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明のリチウムイオン二次電池用正極を備えたことを特徴とする。   The lithium ion secondary battery of the present invention includes the positive electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention.

また、本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、炭素質被膜で被覆されたリン酸鉄リチウム粒子を、大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bとリン酸鉄リチウム粒子の加熱前の色度bとの差を、リン酸鉄リチウム粒子の加熱前のBET比表面積で除した値(以下、「Δb/BET比表面積比」と言うこともある。)により、炭素質被膜によるリン酸鉄リチウム粒子の被覆性を精確に評価できることを見出し、本発明を完成するに至った。 In addition, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors, after heating lithium iron phosphate particles coated with a carbonaceous film at 180 ° C. for 72 hours in an air atmosphere L * a * b * Value obtained by dividing the difference between the chromaticity b * in the color system and the chromaticity b * before heating of the lithium iron phosphate particles by the BET specific surface area before heating of the lithium iron phosphate particles ( Hereinafter, the present invention has been completed by finding that the coverage of lithium iron phosphate particles by a carbonaceous film can be accurately evaluated by “Δb * / BET specific surface area ratio”.

本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する炭素質被膜とを含む活物質粒子を、大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと前記中心粒子の加熱前の色度bとの差を、前記活物質粒子の加熱前のBET比表面積で除した値により、前記炭素質被膜による前記中心粒子の被覆性を評価することを特徴とする。 The evaluation method of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention is expressed by the general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and rare earth elements) The color in the L * a * b * color system after heating the active material particle containing the center particle represented and the carbonaceous film which coat | covers the surface of this center particle | grain at 72 degreeC in air | atmosphere atmosphere for 72 hours The coverage of the center particle by the carbonaceous film is evaluated by a value obtained by dividing the difference between the degree b * and the chromaticity b * of the center particle before heating by the BET specific surface area of the active material particle before heating. It is characterized by doing.

本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料によれば、Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下であるため、リチウムイオンの移動の阻害を最小限にしつつ、正極活物質(中心粒子)の電子伝導性を最大限高めることができ、入出力特性の向上が可能なリチウムイオン二次電池用正極材料を提供できる。 According to the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention, since the Δb * / BET specific surface area ratio is 0.25 or more and 0.35 or less, it is possible to minimize the inhibition of lithium ion migration and It is possible to provide a positive electrode material for a lithium ion secondary battery that can maximize the electronic conductivity of the substance (center particle) and can improve the input / output characteristics.

本発明のリチウムイオン二次電池用正極によれば、本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料を含有しているため、高エネルギー密度であり、入出力特性に優れるリチウムイオン二次電池が得られる。   According to the positive electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention, since it contains the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention, a lithium ion secondary battery having high energy density and excellent input / output characteristics is obtained. It is done.

本発明のリチウムイオン二次電池によれば、本発明のリチウムイオン二次電池用正極を備えているため、高エネルギー密度であり、入出力特性に優れるリチウムイオン二次電池が得られる。   According to the lithium ion secondary battery of the present invention, since the positive electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention is provided, a lithium ion secondary battery having high energy density and excellent input / output characteristics can be obtained.

本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法によれば、Δb/BET比表面積比を測定することで、精確かつ簡便に導電性炭素質被膜の被覆性を評価でき、リチウムイオン二次電池用の正極活物質に適した炭素質被膜の被覆性に調整することが可能になる。 According to the method for evaluating a positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention, by measuring the Δb * / BET specific surface area ratio, the covering property of the conductive carbonaceous film can be accurately and easily evaluated. It becomes possible to adjust the coverage of the carbonaceous film suitable for the positive electrode active material for the secondary battery.

実施例1〜3および比較例1〜3において、Δb/BET比表面積比と10C放電容量との関係を示す図である。In Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3, it is a figure which shows the relationship between (DELTA ) b * / BET specific surface area ratio and 10C discharge capacity. 実施例4〜6および比較例4〜6において、Δb/BET比表面積比と10C放電容量との関係を示す図である。In Examples 4-6 and Comparative Examples 4-6, it is a figure which shows the relationship between (DELTA ) b * / BET specific surface area ratio and 10C discharge capacity. 実施例7〜9および比較例7〜9において、Δb/BET比表面積比と10C放電容量との関係を示す図である。In Examples 7-9 and Comparative Examples 7-9, it is a figure which shows the relationship between (DELTA ) b * / BET specific surface area ratio and 10C discharge capacity.

本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料、リチウムイオン二次電池用正極、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
Embodiments of an evaluation method for a positive electrode material for a lithium ion secondary battery, a positive electrode for a lithium ion secondary battery, a lithium ion secondary battery, and a positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention will be described.
Note that this embodiment is specifically described in order to better understand the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.

[リチウムイオン二次電池用正極材料]
本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料(以下、「正極材料」と言うことがある。)は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する炭素質被膜とを含む活物質粒子であって、Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下(Δb:前記活物質粒子を大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと前記活物質粒子の加熱前の色度bとの差)である。
[Positive electrode material for lithium ion secondary batteries]
The positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment (hereinafter sometimes referred to as “positive electrode material”) has a general formula of Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0). .8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and rare earth elements Active material particles comprising a center particle represented by at least one selected from the group consisting of: and a carbonaceous film covering the surface of the center particle, wherein the Δb * / BET specific surface area ratio is 0.25. And not more than 0.35 (Δb * : L * a * b * chromaticity b * in the color system and heating of the active material particles after heating the active material particles at 180 ° C. for 72 hours in the atmosphere. Difference from the previous chromaticity b * ).

上記の中心粒子(一次粒子)が複数個凝集した凝集粒子の平均二次粒子径は、0.5μm以上かつ20μm以下であることが好ましく、0.7μm以上かつ10μm以下であることがより好ましい。
凝集粒子の平均二次粒子径が0.5μm以上であると、正極材料と、導電助剤と、バインダー樹脂(結着剤)と、溶剤とを混合して、リチウムイオン二次電池用正極材料ペーストを調製する際の導電助剤、および結着剤の配合量を抑えることができる。その結果、正極合剤層の単位質量当たりのリチウムイオン二次電池の電池容量を大きくすることができる。一方、凝集粒子の平均二次粒子径が20μm以下であると、正極合剤層中の導電助剤や結着剤の分散性、均一性を高めることができる。その結果、リチウムイオン二次電池用正極材料を用いたリチウムイオン二次電池は、高速充放電における放電容量を大きくすることができる。
The average secondary particle diameter of the aggregated particles obtained by aggregating a plurality of the central particles (primary particles) is preferably 0.5 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 0.7 μm or more and 10 μm or less.
When the average secondary particle diameter of the aggregated particles is 0.5 μm or more, a positive electrode material, a conductive additive, a binder resin (binder), and a solvent are mixed to obtain a positive electrode material for a lithium ion secondary battery. The compounding quantity of the conductive support agent and binder at the time of preparing a paste can be suppressed. As a result, the battery capacity of the lithium ion secondary battery per unit mass of the positive electrode mixture layer can be increased. On the other hand, when the average secondary particle size of the aggregated particles is 20 μm or less, the dispersibility and uniformity of the conductive additive and the binder in the positive electrode mixture layer can be improved. As a result, the lithium ion secondary battery using the positive electrode material for lithium ion secondary batteries can increase the discharge capacity in high-speed charge / discharge.

凝集粒子の形状は特に限定されないが、球状、特に真球状であることが好ましい。凝集粒子が球状であることで、リチウムイオン二次電池用正極材料と、バインダー樹脂(結着剤)と、溶剤とを混合して、正極材料ペーストを調製する際の溶剤量を低減することができる。また、凝集粒子の形状が球状であることで、正極材料ペーストの電極集電体への塗工が容易となる。さらに、凝集粒子の形状が球状であれば、正極材料ペーストにおけるバインダー樹脂(結着剤)の配合量を最小限にすることができる。その結果、リチウムイオン二次電池用正極材料を用いた正極の単位体積当たりのリチウムイオン二次電池用正極材料の充填量が多くなり、高容量のリチウムイオン二次電池が得られる。     The shape of the agglomerated particles is not particularly limited, but is preferably spherical, particularly true spherical. When the aggregated particles are spherical, the amount of solvent in preparing the positive electrode material paste can be reduced by mixing the positive electrode material for a lithium ion secondary battery, a binder resin (binder), and a solvent. it can. Moreover, since the shape of the aggregated particles is spherical, it is easy to apply the positive electrode material paste to the electrode current collector. Furthermore, if the shape of the aggregated particles is spherical, the amount of binder resin (binder) in the positive electrode material paste can be minimized. As a result, the filling amount of the positive electrode material for lithium ion secondary battery per unit volume of the positive electrode using the positive electrode material for lithium ion secondary battery is increased, and a high capacity lithium ion secondary battery is obtained.

ここで、平均粒子径とは、体積平均粒子径のことである。正極材料の一次粒子の平均一次粒子径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置等を用いて測定することができる。また、走査型電子顕微鏡(SEM;Scanning Electron Microscope)で観察した一次粒子を任意に複数個選択し、その一次粒子の平均粒子径を算出してもよい。   Here, the average particle diameter is a volume average particle diameter. The average primary particle diameter of the primary particles of the positive electrode material can be measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring apparatus or the like. Alternatively, a plurality of primary particles observed with a scanning electron microscope (SEM) may be arbitrarily selected, and the average particle size of the primary particles may be calculated.

リチウムイオン二次電池用正極材料に含まれる炭素量、すなわち、炭素質被膜を形成する炭素量は、中心粒子100質量部に対して0.1質量部以上かつ10質量部以下であることが好ましく、0.6質量部以上かつ3質量部以下であることがより好ましい。
炭素量が0.1質量部以上であると、リチウムイオン二次電池の高速充放電レートにおける放電容量が高くなり、充分な充放電レート性能を実現することができる。一方、炭素量が10質量部以下であると、正極材料の単位質量当たりのリチウムイオン二次電池の電池容量が必要以上に低下することを抑制できる。
The amount of carbon contained in the positive electrode material for a lithium ion secondary battery, that is, the amount of carbon forming the carbonaceous film is preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the center particle. More preferably, it is 0.6 parts by mass or more and 3 parts by mass or less.
When the carbon content is 0.1 parts by mass or more, the discharge capacity at the high-speed charge / discharge rate of the lithium ion secondary battery is increased, and sufficient charge / discharge rate performance can be realized. On the other hand, it can suppress that the battery capacity of the lithium ion secondary battery per unit mass of positive electrode material falls more than necessary as carbon content is 10 mass parts or less.

炭素質被膜の膜厚は1.0nm以上かつ10.0nm以下であることが好ましく、炭素質被膜の平均膜厚は2.0nm以上かつ7.0nm以下であることが好ましい。
炭素質被膜の平均膜厚が2.0nm以上であると、炭素質被膜中の電子の移動抵抗の総和が高くなりにくく、電池の内部抵抗の上昇が抑えられ、高速充放電レートにおける電圧低下を防止することができる。一方、炭素質被膜の平均膜厚が7.0nm以下であると、リチウムイオンが炭素質被膜中を拡散する際の立体障害が抑制され、リチウムイオンの移動抵抗が低くなる。その結果、電池の内部抵抗の上昇が抑えられ、高速充放電レートにおける電圧低下を防止することができる。
また、炭素質被膜の膜厚が1.0nm以上であると、炭素質被膜の平均膜厚を2.0nm以上に保ち易い。一方、炭素質被膜の膜厚が10.0nm以下であると、炭素質被膜の平均膜厚を7.0nm以下に抑え易い。
なお、炭素質被膜の膜厚は、透過型電子顕微鏡を用いて、測定することができる。
The film thickness of the carbonaceous film is preferably 1.0 nm or more and 10.0 nm or less, and the average film thickness of the carbonaceous film is preferably 2.0 nm or more and 7.0 nm or less.
When the average film thickness of the carbonaceous film is 2.0 nm or more, the sum of the electron transfer resistance in the carbonaceous film is difficult to increase, the increase in the internal resistance of the battery is suppressed, and the voltage drop at the high-speed charge / discharge rate is reduced. Can be prevented. On the other hand, when the average film thickness of the carbonaceous film is 7.0 nm or less, steric hindrance when lithium ions diffuse in the carbonaceous film is suppressed, and the migration resistance of lithium ions is reduced. As a result, an increase in the internal resistance of the battery is suppressed, and a voltage drop at a high speed charge / discharge rate can be prevented.
Moreover, it is easy to keep the average film thickness of a carbonaceous film in 2.0 nm or more as the film thickness of a carbonaceous film is 1.0 nm or more. On the other hand, when the film thickness of the carbonaceous film is 10.0 nm or less, it is easy to suppress the average film thickness of the carbonaceous film to 7.0 nm or less.
The film thickness of the carbonaceous film can be measured using a transmission electron microscope.

炭素質被膜の炭素分によって算出される、炭素質被膜の密度は0.3g/cm以上かつ1.5g/cm以下であることが好ましく、0.4g/cm以上かつ1.0g/cm以下であることがより好ましい。
炭素質被膜の炭素分によって算出される、炭素質被膜の密度が0.3g/cm以上であると、炭素質被膜が充分な電子伝導性を示す。一方、炭素質被膜の密度が1.5g/cm以下であると、炭素質被膜中に層状構造からなる黒鉛の微結晶が少量であるため、リチウムイオンが炭素質被膜中を拡散する際に黒鉛の微結晶による立体障害が生じない。これにより、リチウムイオン移動抵抗が高くなることがない。その結果、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が上昇することがなく、リチウムイオン二次電池の高速充放電レートにおける電圧低下が生じない。
The density of the carbonaceous film, calculated by the carbon content of the carbonaceous film, is preferably 0.3 g / cm 3 or more and 1.5 g / cm 3 or less, preferably 0.4 g / cm 3 or more and 1.0 g / cm. More preferably, it is not more than cm 3 .
When the density of the carbonaceous film calculated by the carbon content of the carbonaceous film is 0.3 g / cm 3 or more, the carbonaceous film exhibits sufficient electronic conductivity. On the other hand, when the density of the carbonaceous film is 1.5 g / cm 3 or less, a small amount of graphite microcrystals having a layered structure is present in the carbonaceous film, so that when lithium ions diffuse in the carbonaceous film. No steric hindrance due to graphite microcrystals. Thereby, lithium ion movement resistance does not become high. As a result, the internal resistance of the lithium ion secondary battery does not increase, and the voltage drop at the high-speed charge / discharge rate of the lithium ion secondary battery does not occur.

リチウムイオン二次電池用正極材料を構成する中心粒子の一次粒子の比表面積に対する炭素担持量(「[炭素担持量]/[中心粒子の一次粒子の比表面積]」;以下「炭素担持量割合」と言う。)は、0.01g/m以上かつ0.5g/m以下であることが好ましく、0.03g/m以上かつ0.3g/m以下であることがより好ましい。
炭素担持量割合が0.01g/m以上であると、リチウムイオン二次電池の高速充放電レートにおける放電容量が高くなり、充分な充放電レート性能を実現することができる。一方、炭素担持量割合が0.5g/m以下であると、正極材料の単位質量当たりのリチウムイオン二次電池の電池容量が必要以上に低下することを抑制できる。
Carbon loading relative to the specific surface area of the primary particles of the central particles constituting the positive electrode material for a lithium ion secondary battery (“[carbon loading] / [specific surface area of primary particles of the central particles]”; hereinafter “carbon loading ratio” Is preferably 0.01 g / m 2 or more and 0.5 g / m 2 or less, and more preferably 0.03 g / m 2 or more and 0.3 g / m 2 or less.
When the carbon loading ratio is 0.01 g / m 2 or more, the discharge capacity at the high-speed charge / discharge rate of the lithium ion secondary battery is increased, and sufficient charge / discharge rate performance can be realized. On the other hand, it can suppress that the battery capacity of the lithium ion secondary battery per unit mass of positive electrode material falls more than necessary that a carbon carrying amount ratio is 0.5 g / m < 2 > or less.

リチウムイオン二次電池用正極材料のBET比表面積は、5m/g以上かつ30m/g以下であることが好ましい。
BET比表面積が5m/g以上であると、正極材料の粗大化を抑制して、その粒子内におけるリチウムイオンの拡散速度を速くすることができる。これにより、リチウムイオン二次電池の電池特性を改善することができる。一方、BET比表面積が30m/g以下であると、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料を含む正極内の正極密度を高くすることができる。そのため、高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池を提供することができる。
The BET specific surface area of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery is preferably 5 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less.
When the BET specific surface area is 5 m 2 / g or more, coarsening of the positive electrode material can be suppressed, and the diffusion rate of lithium ions in the particles can be increased. Thereby, the battery characteristic of a lithium ion secondary battery can be improved. On the other hand, when the BET specific surface area is 30 m 2 / g or less, the positive electrode density in the positive electrode including the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment can be increased. Therefore, a lithium ion secondary battery having a high energy density can be provided.

リチウムイオン二次電池用正極材料のΔb/BET比表面積比は、0.25以上かつ0.35以下であり、0.27以上かつ0.33以下であることが好ましい。
Δb/BET比表面積比が0.25以上であると、炭素質被膜がリチウムイオンの移動を阻害し過ぎないため、リチウムイオン二次電池の入出力特性を向上できる。一方、Δb/BET比表面積比が0.35以下であると、電子伝導性が充分に担保されているため、リチウムイオン二次電池の入出力特性を向上できる。Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下の範囲内であると、トレードオフ関係にある電子伝導速度とリチウムイオン伝導速度のいずれかの速度のみが極端に遅くならず、速度バランスが最も良好となる。そのため、最も優れた入出力特性を有する炭素質被膜を得ることができる。
The Δb * / BET specific surface area ratio of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery is 0.25 or more and 0.35 or less, and preferably 0.27 or more and 0.33 or less.
When the Δb * / BET specific surface area ratio is 0.25 or more, the carbonaceous film does not excessively inhibit the movement of lithium ions, so that the input / output characteristics of the lithium ion secondary battery can be improved. On the other hand, when the Δb * / BET specific surface area ratio is 0.35 or less, the electron conductivity is sufficiently secured, so that the input / output characteristics of the lithium ion secondary battery can be improved. If the Δb * / BET specific surface area ratio is in the range of 0.25 or more and 0.35 or less, only one of the electron conduction speed and the lithium ion conduction speed in a trade-off relationship is not extremely slow, Speed balance is the best. Therefore, a carbonaceous film having the most excellent input / output characteristics can be obtained.

(中心粒子)
本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料を構成する中心粒子は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表される正極活物質からなる。
なお、希土類元素とは、ランタン系列であるLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuの15元素のことである。
(Center particle)
The central particles constituting the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment have a general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and rare earth elements A positive electrode active material represented by
The rare earth elements are 15 elements of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu which are lanthanum series.

一般式LiFePOで表わされる化合物としては、例えば、LiFePO、LiFe0.95Mg0.05PO、Li0.95Fe0.95Al0.05PO等が挙げられる。これらの中でも、電気化学的活性を示さない金属が含まれておらず、理論上のエネルギー密度が最も高くなる点から、LiFePOであることが好ましい。 Examples of the compound represented by the general formula Li x Fe y M z PO 4 include LiFePO 4 , LiFe 0.95 Mg 0.05 PO 4 , Li 0.95 Fe 0.95 Al 0.05 PO 4 and the like. It is done. Among these, LiFePO 4 is preferable because it does not include a metal that does not exhibit electrochemical activity and has the highest theoretical energy density.

本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料を構成する中心粒子の一次粒子の平均一次粒子径は、5nm以上かつ800m以下であることが好ましく、20nm以上かつ500nm以下であることがより好ましい。
中心粒子の一次粒子の平均一次粒子径が5nm以上であると、中心粒子の一次粒子の表面を炭素質被膜で充分に被覆することができる。そして、リチウムイオン二次電池の高速充放電における放電容量を高くし、充分な充放電性能を実現することができる。一方、中心粒子の一次粒子の平均一次粒子径が800nm以下であると、中心粒子の一次粒子の内部抵抗を小さくすることができる。そして、リチウムイオン二次電池の高速充放電における放電容量を高くすることができる。
The average primary particle diameter of the primary particles of the central particles constituting the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment is preferably 5 nm or more and 800 m or less, and more preferably 20 nm or more and 500 nm or less.
When the average primary particle diameter of the primary particles of the central particles is 5 nm or more, the surface of the primary particles of the central particles can be sufficiently covered with the carbonaceous film. And the discharge capacity in the high-speed charge / discharge of a lithium ion secondary battery can be made high, and sufficient charge / discharge performance can be implement | achieved. On the other hand, when the average primary particle diameter of the primary particles of the central particles is 800 nm or less, the internal resistance of the primary particles of the central particles can be reduced. And the discharge capacity in the high-speed charge / discharge of a lithium ion secondary battery can be made high.

(炭素質被膜)
炭素質被膜は、中心粒子の表面を被覆する。
中心粒子の表面を炭素質被膜で被覆することにより、リチウムイオン二次電池用正極材料の電子伝導性を向上させることができる。
(Carbonaceous film)
The carbonaceous coating covers the surface of the central particle.
By covering the surface of the center particle with a carbonaceous film, the electron conductivity of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery can be improved.

炭素質被膜の厚みは、0.2nm以上かつ10nm以下であることが好ましく、0.5nm以上かつ4nm以下であることがより好ましい。
炭素質被膜の厚みが0.2nm以上であると、炭素質被膜の厚みが薄すぎるために所望の抵抗値を有する膜を形成できなくなることを抑制できる。そして、リチウムイオン二次電池用正極材料としての導電性を確保することができる。一方、炭素質被膜の厚みが10nm以下であると、リチウムイオン二次電池用正極材料の単位質量当たりの電池容量が低下することを抑制できる。
また、炭素質被膜の厚みが0.2nm以上かつ10nm以下であると、リチウムイオン二次電池用正極材料を最密充填し易くなるため、正極における単位体積当たりのリチウムイオン二次電池用正極材料の充填量が多くなる。その結果、正極密度を高くすることができ、高容量のリチウムイオン二次電池が得られる。
The thickness of the carbonaceous film is preferably 0.2 nm or more and 10 nm or less, and more preferably 0.5 nm or more and 4 nm or less.
When the thickness of the carbonaceous film is 0.2 nm or more, it can be suppressed that a film having a desired resistance value cannot be formed because the thickness of the carbonaceous film is too thin. And the electroconductivity as a positive electrode material for lithium ion secondary batteries is securable. On the other hand, it can suppress that the battery capacity per unit mass of the positive electrode material for lithium ion secondary batteries falls that the thickness of a carbonaceous film is 10 nm or less.
Further, when the thickness of the carbonaceous film is 0.2 nm or more and 10 nm or less, the positive electrode material for a lithium ion secondary battery is easily packed most closely, so the positive electrode material for a lithium ion secondary battery per unit volume in the positive electrode The amount of filling increases. As a result, the positive electrode density can be increased, and a high-capacity lithium ion secondary battery can be obtained.

本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料によれば、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する炭素質被膜とを含む活物質粒子であって、Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下(Δb:前記活物質粒子を大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと前記活物質粒子の加熱前の色度bとの差)とすることにより、リチウムイオンの移動の阻害を最小限にしつつ、正極活物質の電子伝導性を最大限に高めることができ、入出力特性の向上が可能なリチウムイオン二次電池用正極材料を提供することができる。 According to the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment, the general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and rare earth elements) Active material particles including a center particle represented and a carbonaceous film covering a surface of the center particle, wherein a ratio of Δb * / BET specific surface area is 0.25 or more and 0.35 or less (Δb * : the active material the material particles in an air atmosphere, the difference) between the chromaticity b * and the active material chromaticity before heating of the particles b * at 72 hours heated after the L * a * b * color system at 180 ° C. As a result, the electron transfer of the positive electrode active material is minimized while inhibiting the movement of lithium ions. Can be increased sex to maximize, can provide a positive electrode material for a lithium ion secondary battery can be improved input-output characteristic.

[リチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法]
「活物質粒子の製造方法」
本実施形態における活物質粒子の製造方法は、例えば、中心粒子および中心粒子の前駆体の製造工程と、中心粒子および中心粒子の前駆体からなる群から選択される少なくとも1種の中心粒子原料、炭素質被膜前駆体である有機化合物、水およびアンモニア(NH)水を混合し、スラリーを調製するスラリー調製工程と、スラリーを乾燥し、得られた乾燥物を非酸化性雰囲気下にて焼成する焼成工程と、を有する。
[Method for producing positive electrode material for lithium ion secondary battery]
"Method for producing active material particles"
The method for producing active material particles in the present embodiment includes, for example, a production process of central particles and central particle precursors, and at least one central particle raw material selected from the group consisting of central particles and central particle precursors, Mixing an organic compound that is a carbonaceous film precursor, water, and ammonia (NH 3 ) water to prepare a slurry, drying the slurry, and firing the resulting dried product in a non-oxidizing atmosphere And a firing step.

(中心粒子および中心粒子の前駆体の製造工程)
一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表される化合物(中心粒子)の製造方法としては、固相法、液相法、気相法等の従来の方法が用いられる。このような方法で得られたLiFePOとしては、例えば、粒子状のもの(以下、「LiFePO粒子」と言うことがある。)が挙げられる。
(Manufacturing process of center particle and center particle precursor)
General formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is Mg, Ca, Co, As a method for producing a compound (central particle) represented by Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and a rare earth element, a solid phase is used. Conventional methods such as a method, a liquid phase method, and a gas phase method are used. Examples of the Li x Fe y M z PO 4 obtained by such a method include particles (hereinafter sometimes referred to as “Li x Fe y M z PO 4 particles”).

LiFePO粒子は、例えば、Li源と、Fe源と、P源と、水と、必要に応じてM源と、を混合して得られるスラリー状の混合物を水熱合成して得られる。水熱合成によれば、LiFePOは、水中に沈殿物として生成する。得られた沈殿物は、LiFePOの前駆体であってもよい。この場合、LiFePOの前駆体を焼成することで、目的のLiFePO粒子が得られる。
この水熱合成には耐圧密閉容器を用いることが好ましい。
For example, Li x Fe y M z PO 4 particles are obtained by hydrothermal synthesis of a slurry mixture obtained by mixing a Li source, a Fe source, a P source, water, and an M source as required. Is obtained. According to hydrothermal synthesis, Li x Fe y M z PO 4 is produced as a precipitate in water. The resulting precipitate may be a precursor of Li x Fe y M z PO 4 . In this case, by firing the precursor of Li x Fe y M z PO 4 , Li x Fe y M z PO 4 particles of interest are obtained.
It is preferable to use a pressure-resistant airtight container for this hydrothermal synthesis.

ここで、Li源としては、酢酸リチウム(LiCHCOO)、塩化リチウム(LiCl)等のリチウム塩、水酸化リチウム(LiOH)等が挙げられる。これらの中でも、Li源としては、酢酸リチウム、塩化リチウムおよび水酸化リチウムからなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。 Here, examples of the Li source include lithium salts such as lithium acetate (LiCH 3 COO) and lithium chloride (LiCl), lithium hydroxide (LiOH), and the like. Among these, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of lithium acetate, lithium chloride, and lithium hydroxide as the Li source.

Fe源としては、鉄の塩化物、鉄のカルボン酸塩、鉄の硫酸塩等が挙げられる。Fe源としては、例えば、塩化鉄(II)(FeCl)、酢酸鉄(II)(Fe(CHCOO))、硫酸鉄(II)(FeSO)等の2価の鉄塩が挙げられる。これらの中でも、Fe源としては、塩化鉄(II)、酢酸鉄(II)および硫酸鉄(II)からなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。 Examples of the Fe source include iron chloride, iron carboxylate, and iron sulfate. Examples of the Fe source include divalent iron salts such as iron chloride (II) (FeCl 2 ), iron acetate (II) (Fe (CH 3 COO) 2 ), and iron (II) sulfate (FeSO 4 ). It is done. Among these, as the Fe source, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of iron (II) chloride, iron (II) acetate, and iron (II) sulfate.

M源としては、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種を含む塩化物、カルボン酸塩、硫酸塩等が挙げられる。   M source includes chloride, carboxylic acid containing at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge and rare earth elements Examples thereof include salts and sulfates.

P源としては、リン酸(HPO)、リン酸二水素アンモニウム(NHPO)、リン酸水素二アンモニウム((NHHPO)等のリン酸化合物が挙げられる。これらの中でも、P源としては、リン酸、リン酸二水素アンモニウムおよびリン酸水素二アンモニウムからなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。 Examples of the P source include phosphoric acid compounds such as phosphoric acid (H 3 PO 4 ), ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ), and diammonium hydrogen phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 ). . Among these, as the P source, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, ammonium dihydrogen phosphate and diammonium hydrogen phosphate.

(スラリー調製工程)
スラリー調製工程により、中心粒子間に、炭素質被膜の前駆体である有機化合物が介在し、それらが均一に混合するため、中心粒子の表面を有機化合物でムラなく被覆することができる。
さらに、焼成工程により、中心粒子の表面を被覆する有機化合物が炭化することにより、炭素質被膜が均一に被覆された中心粒子を含む活物質粒子(正極材料)が得られる。
(Slurry preparation process)
By the slurry preparation step, an organic compound that is a precursor of the carbonaceous film is interposed between the center particles, and they are uniformly mixed, so that the surface of the center particles can be uniformly coated with the organic compound.
Furthermore, the organic compound which coat | covers the surface of center particle | grains carbonizes by a baking process, The active material particle (positive electrode material) containing the center particle | grains by which the carbonaceous film was uniformly coat | covered is obtained.

本実施形態における活物質粒子の製造方法で用いられる有機化合物としては、中心粒子の表面に炭素質被膜を形成できる化合物であれば特に限定されない。このような有機化合物としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン、セルロース、デンプン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、マルトース、スクロース、ラクトース、グリコーゲン、ペクチン、アルギン酸、グルコマンナン、キチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン、アガロース、ポリエーテル、エチレングリコール等の2価アルコール、グリセリン等の3価アルコール等が挙げられる。   The organic compound used in the method for producing active material particles in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a compound that can form a carbonaceous film on the surface of the center particle. Examples of such organic compounds include polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone, cellulose, starch, gelatin, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyacrylic acid, polystyrene sulfonic acid, polyacrylamide, and polyvinyl acetate. Glucose, fructose, galactose, mannose, maltose, sucrose, lactose, glycogen, pectin, alginic acid, glucomannan, chitin, hyaluronic acid, chondroitin, agarose, polyether, ethylene glycol and other dihydric alcohols, glycerin and other trihydric alcohols Etc.

スラリー調製工程では、中心粒子原料と、有機化合物と、アンモニア水とを、水に溶解または分散させて、均一なスラリーを調製する。
これらの原料を水に溶解または分散させる際には、分散剤を加えることもできる。
中心粒子原料と、有機化合物とを、水に溶解または分散させる方法としては、水に中心粒子原料を分散させ、水に有機化合物を溶解または分散させる方法であれば、特に限定されない。このような方法としては、例えば、遊星ボールミル、振動ボールミル、ビーズミル、ペイントシェーカーおよびアトライタ等の媒体粒子を高速で攪拌する媒体攪拌型分散装置を用いる方法が好ましい。
In the slurry preparation step, a uniform slurry is prepared by dissolving or dispersing the center particle raw material, the organic compound, and aqueous ammonia in water.
When these raw materials are dissolved or dispersed in water, a dispersant can be added.
The method for dissolving or dispersing the central particle raw material and the organic compound in water is not particularly limited as long as the central particle raw material is dispersed in water and the organic compound is dissolved or dispersed in water. As such a method, for example, a method using a medium agitation type dispersion device that agitates medium particles at high speed, such as a planetary ball mill, a vibration ball mill, a bead mill, a paint shaker, and an attritor, is preferable.

中心粒子原料と、有機化合物とを、水に溶解または分散させる際には、水に中心粒子原料を一次粒子として分散させ、その後、水に有機化合物を添加して溶解または分散させるように攪拌することが好ましい。このようにすれば、中心粒子原料の一次粒子の表面が有機化合物で被覆され易い。これにより、中心粒子原料の一次粒子の表面に有機化合物が均一に配され、その結果として、中心粒子の一次粒子の表面が、有機化合物由来の炭素質被膜によって被覆される。   When the central particle raw material and the organic compound are dissolved or dispersed in water, the central particle raw material is dispersed as primary particles in water, and then stirred so that the organic compound is added to water and dissolved or dispersed. It is preferable. In this way, the surface of the primary particles of the central particle raw material is easily coated with the organic compound. Thereby, the organic compound is uniformly arranged on the surface of the primary particles of the central particle raw material, and as a result, the surface of the primary particles of the central particle is covered with the carbonaceous film derived from the organic compound.

スラリー調製工程で投入するアンモニア水の量を調整することで、スラリーのpHを調整し、中心粒子原料の鉄イオンの酸化の程度を調整し、焼成工程において中心粒子表面で鉄イオンの還元に消費される炭素量を調整し、炭素質被膜の被覆率を制御することができる。アンモニア水の添加量は、中心粒子原料の全モル量(100モル%)に対して、3モル%以下であることが好ましい。アンモニア水の添加量が3モル%以下であると、中心粒子表面の過剰な酸化による鉄系不純物の生成を抑制できる。   By adjusting the amount of ammonia water input in the slurry preparation process, the pH of the slurry is adjusted, the degree of oxidation of iron ions in the center particle raw material is adjusted, and consumed in the reduction of iron ions at the center particle surface in the firing process The carbon amount to be adjusted can be adjusted to control the coverage of the carbonaceous film. The amount of ammonia water added is preferably 3 mol% or less with respect to the total molar amount (100 mol%) of the center particle raw material. When the amount of ammonia water added is 3 mol% or less, the production of iron impurities due to excessive oxidation of the center particle surface can be suppressed.

(焼成工程)
次いで、スラリー調製工程で調製したスラリーを、高温雰囲気中、例えば、70℃以上かつ250℃以下の大気中に噴霧し、乾燥させる。
次いで、得られた乾燥物を、非酸化性雰囲気下、好ましくは500℃以上かつ1000℃以下、より好ましくは600℃以上かつ1000℃以下の温度にて、0.1時間以上かつ40時間以下焼成する。
(Baking process)
Next, the slurry prepared in the slurry preparation step is sprayed and dried in a high temperature atmosphere, for example, in an atmosphere of 70 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
Next, the obtained dried product is calcined in a non-oxidizing atmosphere, preferably at a temperature of 500 ° C. or more and 1000 ° C. or less, more preferably at a temperature of 600 ° C. or more and 1000 ° C. or less for 0.1 hours or more and 40 hours or less. To do.

非酸化性雰囲気としては、窒素(N)、アルゴン(Ar)等の不活性ガスからなる雰囲気が好ましい。乾燥物の酸化をより抑えたい場合には、水素(H)等の還元性ガスを数体積%程度含む還元性雰囲気が好ましい。また、焼成時に非酸化性雰囲気中に蒸発した有機分を除去することを目的として、非酸化性雰囲気中に酸素(O)等の支燃性ガスまたは可燃性ガスを導入してもよい。 As the non-oxidizing atmosphere, an atmosphere made of an inert gas such as nitrogen (N 2 ) or argon (Ar) is preferable. When it is desired to further suppress the oxidation of the dried product, a reducing atmosphere containing about several volume% of a reducing gas such as hydrogen (H 2 ) is preferable. Further, for the purpose of removing organic components evaporated in the non-oxidizing atmosphere at the time of firing, a flammable gas such as oxygen (O 2 ) or a combustible gas may be introduced into the non-oxidizing atmosphere.

ここで、焼成温度を500℃以上とすることにより、乾燥物に含まれる有機化合物の分解および反応が充分に進行し易く、有機化合物の炭化を充分に行い易い。その結果、得られた凝集粒子中に高抵抗の有機化合物の分解物が生成することを防止し易い。一方、焼成温度を1000℃以下とすることにより、中心粒子原料中のリチウム(Li)が蒸発し難く、また、中心粒子が目的の大きさ以上に粒成長することが抑制される。その結果、本実施形態の正極材料を含む正極を備えたリチウムイオン二次電池を作製した場合に、高速充放電レートにおける放電容量が低くなることを防止でき、充分な充放電レート性能を有するリチウムイオン二次電池を実現することができる。   Here, by setting the firing temperature to 500 ° C. or higher, the decomposition and reaction of the organic compound contained in the dried product can easily proceed sufficiently, and the organic compound can be easily carbonized. As a result, it is easy to prevent the decomposition product of the high-resistance organic compound from being formed in the obtained aggregated particles. On the other hand, by setting the firing temperature to 1000 ° C. or less, lithium (Li) in the center particle raw material is difficult to evaporate, and the center particle is prevented from growing beyond its intended size. As a result, when a lithium ion secondary battery including a positive electrode including the positive electrode material of the present embodiment is manufactured, it is possible to prevent the discharge capacity at a high speed charge / discharge rate from being lowered, and lithium having sufficient charge / discharge rate performance. An ion secondary battery can be realized.

以上により、乾燥物中の有機化合物が熱分解して生成した炭素(炭素質被膜)により中心粒子の一次粒子の表面が被覆された凝集粒子からなる活物質粒子が得られる。   As described above, active material particles composed of aggregated particles in which the surfaces of the primary particles of the center particles are coated with carbon (carbonaceous film) generated by thermal decomposition of the organic compound in the dried product are obtained.

[リチウムイオン二次電池用正極]
本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極(以下、単に「正極」と言うことがある。)は、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料を含む。より詳細には、本実施形態の正極は、金属箔からなる電極集電体と、その電極集電体上に形成された正極合剤層と、を備え、正極合剤層が、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料を含有するものである。すなわち、本実施形態の正極は、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料を用いて、電極集電体の一主面に正極合剤層が形成されてなるものである。
[Positive electrode for lithium ion secondary battery]
The positive electrode for a lithium ion secondary battery of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as “positive electrode”) includes the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment. More specifically, the positive electrode of the present embodiment includes an electrode current collector made of a metal foil and a positive electrode mixture layer formed on the electrode current collector, and the positive electrode mixture layer is the present embodiment. The positive electrode material for lithium ion secondary batteries is contained. That is, the positive electrode of the present embodiment is obtained by forming a positive electrode mixture layer on one main surface of the electrode current collector using the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment.

本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極は、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料を含むため、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極を用いたリチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度であり、入出力特性に優れる。   Since the positive electrode for the lithium ion secondary battery of the present embodiment includes the positive electrode material for the lithium ion secondary battery of the present embodiment, the lithium ion secondary battery using the positive electrode for the lithium ion secondary battery of the present embodiment is High energy density and excellent input / output characteristics.

[リチウムイオン二次電池用正極の製造方法]
本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極の製造方法は、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料を用いて、電極集電体の一主面に正極合剤層を形成できる方法であれば特に限定されない。本実施形態の正極の製造方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
まず、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料と、バインダー樹脂からなる結着剤と、溶媒とを混合して、正極材料ペーストを調製する。この際、本実施形態における正極材料ペーストには、必要に応じて、カーボンブラック等の導電助剤を添加してもよい。
[Method for producing positive electrode for lithium ion secondary battery]
The manufacturing method of the positive electrode for lithium ion secondary batteries of this embodiment is a method that can form a positive electrode mixture layer on one main surface of an electrode current collector using the positive electrode material for lithium ion secondary batteries of this embodiment. If there is no particular limitation. As a manufacturing method of the positive electrode of this embodiment, the following method is mentioned, for example.
First, the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment, a binder composed of a binder resin, and a solvent are mixed to prepare a positive electrode material paste. Under the present circumstances, you may add conductive support agents, such as carbon black, to the positive electrode material paste in this embodiment as needed.

「結着剤」
結着剤、すなわち、バインダー樹脂として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)樹脂、フッ素ゴム等が好適に用いられる。
"Binder"
As the binder, that is, a binder resin, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, polyvinylidene fluoride (PVdF) resin, fluororubber, and the like are preferably used.

正極材料ペーストを調製するに当たり用いられる結着剤の配合量は特に限定されないが、例えば、リチウムイオン二次電池用正極材料100質量部に対して、1質量部以上かつ30質量部以下であることが好ましく、3質量部以上かつ20質量部以下であることがより好ましい。
結着剤の配合量が1質量部以上であると、正極合剤層と電極集電体との間の結着性を充分に高くすることができる。これにより、正極合剤層の圧延形成時等において正極合剤層の割れや脱落が生じることを抑制できる。また、リチウムイオン二次電池の充放電過程において、正極合剤層が電極集電体から剥離し、電池容量および充放電レートが低下することを抑制できる。一方、結着剤の配合量が30質量部以下であると、リチウムイオン二次電池用正極材料の内部抵抗が低下し、高速充放電レートにおける電池容量が低下することを抑制できる。
The blending amount of the binder used in preparing the positive electrode material paste is not particularly limited. For example, it is 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery. Is preferably 3 parts by mass or more and 20 parts by mass or less.
When the blending amount of the binder is 1 part by mass or more, the binding property between the positive electrode mixture layer and the electrode current collector can be sufficiently increased. Thereby, it is possible to prevent the positive electrode mixture layer from cracking or falling off during the rolling of the positive electrode mixture layer. Moreover, in the charging / discharging process of a lithium ion secondary battery, it can suppress that a positive mix layer peels from an electrode electrical power collector, and battery capacity and a charging / discharging rate fall. On the other hand, when the blending amount of the binder is 30 parts by mass or less, the internal resistance of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery is reduced, and the battery capacity at a high-speed charge / discharge rate can be suppressed from decreasing.

「導電助剤」
導電助剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレンブラック(AB)、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、気相成長炭素繊維(VGCF;Vapor Grown Carbon Fiber)およびカーボンナノチューブ等の繊維状炭素からなる群から選択される少なくとも1種が用いられる。
"Conductive aid"
Although it does not specifically limit as a conductive support agent, For example, the group which consists of fibrous carbon, such as acetylene black (AB), ketjen black, furnace black, a vapor growth carbon fiber (VGCF; Vapor Growth Carbon Fiber), and a carbon nanotube At least one selected from is used.

「溶媒」
本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料を含む正極材料ペーストに用いられる溶媒は、結着剤の性質に応じて適宜選択される。溶媒を適宜選択することにより、正極材料ペーストを、電極集電体等の被塗布物に対して塗布し易くすることができる。
溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール(イソプロピルアルコール:IPA)、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノールおよびジアセトンアルコール等のアルコール類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートおよびγ−ブチロラクトン等のエステル類;ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(エチルセロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、ジエチレングリコールモノメチルエーテルおよびジエチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アセチルアセトンおよびシクロヘキサノン等のケトン類;ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアセトアミドおよびN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等のアミド類;並びに、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびプロピレングリコール等のグリコール類等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
"solvent"
The solvent used for the positive electrode material paste containing the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment is appropriately selected according to the properties of the binder. By appropriately selecting the solvent, the positive electrode material paste can be easily applied to an object to be coated such as an electrode current collector.
Examples of the solvent include water; alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol (isopropyl alcohol: IPA), butanol, pentanol, hexanol, octanol, and diacetone alcohol; ethyl acetate, butyl acetate, and lactic acid. Esters such as ethyl, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate and γ-butyrolactone; diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether (methyl cellosolve), ethylene glycol monoethyl ether (ethyl cellosolve), ethylene glycol monobutyl ether ( Butyl cellosolve), diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, etc. Ethers; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), acetylacetone and cyclohexanone; Amides such as dimethylformamide, N, N-dimethylacetoacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) And glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol. These solvents may be used alone or in a combination of two or more.

正極材料ペーストにおける溶媒の含有率は、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料と結着剤と溶媒の合計質量を100質量%とした場合に、50質量%以上かつ70質量%以下であることが好ましく、55質量%以上かつ65質量%以下であることがより好ましい。
正極材料ペーストにおける溶媒の含有率が上記の範囲内であると、正極形成性に優れ、かつ電池特性に優れた正極材料ペーストを得ることができる。
The content of the solvent in the positive electrode material paste is 50% by mass or more and 70% by mass or less when the total mass of the positive electrode material for the lithium ion secondary battery, the binder, and the solvent of the present embodiment is 100% by mass. It is preferable that it is 55 mass% or more and 65 mass% or less.
When the content of the solvent in the positive electrode material paste is within the above range, a positive electrode material paste having excellent positive electrode forming properties and excellent battery characteristics can be obtained.

本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料と、結着剤と、導電助剤と、溶媒とを混合する方法としては、これらの成分を均一に混合できる方法であれば特に限定されない。例えば、ボールミル、サンドミル、プラネタリー(遊星式)ミキサー、ペイントシェーカーおよびホモジナイザー等の混錬機を用いた混合方法が挙げられる。   The method of mixing the positive electrode material for a lithium ion secondary battery, the binder, the conductive additive, and the solvent of the present embodiment is not particularly limited as long as these components can be mixed uniformly. Examples thereof include a mixing method using a kneading machine such as a ball mill, a sand mill, a planetary (planetary) mixer, a paint shaker, and a homogenizer.

正極材料ペーストを、電極集電体の一主面に塗布して塗膜とし、その後、この塗膜を乾燥し、上記の正極材料と結着剤との混合物からなる塗膜が一主面に形成された電極集電体を得る。
その後、塗膜を加圧圧着し、乾燥して、電極集電体の一主面に正極合剤層を有する正極を得る。
The positive electrode material paste is applied to one main surface of the electrode current collector to form a coating film, and then the coating film is dried, and a coating film made of a mixture of the positive electrode material and the binder is formed on one main surface. A formed electrode current collector is obtained.
Thereafter, the coating is pressure-bonded and dried to obtain a positive electrode having a positive electrode mixture layer on one main surface of the electrode current collector.

[リチウムイオン二次電池]
本実施形態のリチウムイオン二次電池は、正極と、負極と、非水電解質と、を備え、正極が、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極である。具体的には、本実施形態のリチウムイオン二次電池は、正極としての本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極と、負極と、セパレータと、非水電解質と、を備えてなる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池では、負極、非水電解質およびセパレータは特に限定されない。
[Lithium ion secondary battery]
The lithium ion secondary battery of the present embodiment includes a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte, and the positive electrode is the positive electrode for the lithium ion secondary battery of the present embodiment. Specifically, the lithium ion secondary battery of the present embodiment includes the positive electrode for the lithium ion secondary battery of the present embodiment as a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte.
In the lithium ion secondary battery of this embodiment, the negative electrode, the nonaqueous electrolyte, and the separator are not particularly limited.

「負極」
負極としては、例えば、金属Li、天然黒鉛、ハードカーボン等の炭素材料、Li合金およびLiTi12、Si(Li4.4Si)等の負極材料を含むものが挙げられる。
"Negative electrode"
As the negative electrode, for example, a metal Li, natural graphite, carbon materials such as hard carbon, include those containing an anode material such as Li alloys and Li 4 Ti 5 O 12, Si (Li 4.4 Si).

「非水電解質」
非水電解質としては、例えば、炭酸エチレン(エチレンカーボネート;EC)と、炭酸エチルメチル(エチルメチルカーボネート;EMC)とを、体積比で1:1となるように混合し、得られた混合溶媒に六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を、例えば、濃度1モル/dmとなるように溶解したものが挙げられる。
"Nonaqueous electrolyte"
As the non-aqueous electrolyte, for example, ethylene carbonate (ethylene carbonate; EC) and ethyl methyl carbonate (ethyl methyl carbonate; EMC) are mixed at a volume ratio of 1: 1, and the resulting mixed solvent is mixed. lithium hexafluorophosphate (LiPF 6), for example, those dissolved at a concentration of 1 mol / dm 3.

「セパレータ」
セパレータとして、例えば、多孔質プロピレンを用いることができる。
また、非水電解質とセパレータの代わりに、固体電解質を用いてもよい。
"Separator"
For example, porous propylene can be used as the separator.
A solid electrolyte may be used instead of the nonaqueous electrolyte and the separator.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、正極として、本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極を備えているため、高エネルギー密度であり、入出力特性に優れる。   Since the lithium ion secondary battery of the present embodiment includes the positive electrode for the lithium ion secondary battery of the present embodiment as the positive electrode, it has a high energy density and excellent input / output characteristics.

[リチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法]
本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する炭素質被膜とを含む活物質粒子を、大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと中心粒子の加熱前の色度bとの差(Δb)を、活物質粒子の加熱前のBET比表面積で除した値(Δb/BET比表面積比)により、炭素質被膜による中心粒子の被覆性を評価する。
[Method for evaluating positive electrode material for lithium ion secondary battery]
The evaluation method of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to the present embodiment is expressed by the general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and rare earth elements) In the L * a * b * color system after heating the active material particles containing the center particle represented by the above and the carbonaceous film covering the surface of the center particle at 180 ° C. for 72 hours in the air atmosphere The difference (Δb * ) between the chromaticity b * and the chromaticity b * of the center particle before heating is divided by the BET specific surface area of the active material particles before heating (Δb * / BET specific surface area ratio). The covering property of the center particle by the quality coating is evaluated.

炭素質被膜で被覆されたリン酸鉄リチウム粒子を大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱すると、炭素質被膜で被覆されていないリン酸鉄リチウム粒子(一般式LiFePOで表わされる中心粒子)の表面領域でFeイオンが酸化する。Feイオンの酸化に応じて、炭素質被膜で被覆されていないリン酸鉄リチウムの表面領域の黄色度が増加する。この黄色度の変動幅は、炭素質被膜の被覆性に応じて変化し、炭素質被膜の被覆性が高いと黄色度の変動幅が小さくなる。一方、炭素質被膜の被覆性が低いと黄色度の変動幅が大きくなる。黄色度の変動幅は、L表色系における色度bの変動幅で評価できる。また、リン酸鉄リチウム粒子におけるFeイオンの酸化反応は、リン酸鉄リチウム粒子の表面領域で生じるため、リン酸鉄リチウム粒子のBET比表面積の大きさと黄色度の変動幅は比例関係にある。よって、色度bの変動幅をBET比表面積で除することにより、リン酸鉄リチウム粒子の比表面積当たりの炭素質被膜の被覆性を示唆する値が得られる。 When the iron iron phosphate particles coated with the carbonaceous film are heated at 180 ° C. for 72 hours in the air, the lithium iron phosphate particles not coated with the carbonaceous film (general formula Li x Fe y M z PO 4 Fe ions are oxidized in the surface region of the central particle represented by In response to the oxidation of Fe ions, the yellowness of the surface region of lithium iron phosphate not covered with a carbonaceous coating increases. The variation range of the yellowness changes according to the coverage of the carbonaceous film. When the coverage of the carbonaceous coating is high, the variation range of the yellowness becomes small. On the other hand, when the coverage of the carbonaceous film is low, the variation range of yellowness increases. The variation range of yellowness can be evaluated by the variation range of chromaticity b * in the L * a * b * color system. Further, since the oxidation reaction of Fe ions in the lithium iron phosphate particles occurs in the surface region of the lithium iron phosphate particles, the size of the BET specific surface area of the lithium iron phosphate particles and the variation range of the yellowness are proportional. Therefore, by dividing the fluctuation range of the chromaticity b * by the BET specific surface area, a value suggesting the coverage of the carbonaceous film per specific surface area of the lithium iron phosphate particles can be obtained.

活物質粒子のBET比表面積の測定方法は、測定装置(商品名:HM model−1208、マウンテック社製)を用いて、一点法、相対圧0.29(P/P)にて測定した。 The measuring method of the BET specific surface area of the active material particles was measured by a one-point method and a relative pressure of 0.29 (P / P 0 ) using a measuring device (trade name: HM model-1208, manufactured by Mountec).

活物質粒子のL表色系における色度bは、分光式色彩計(型番:SE−2000、日本電色工業社製)とD65光源を用いた、反射光2度視野測定によって得られた。リチウムイオン二次電池用正極材料の色度bを測定する際には、シャーレに斑なく測定対象の正極材料を載せて、その正極材料の色度bを測定した。 L * a * b * chromaticity b * in the color system of the active material particles is a reflected light twice field using a spectroscopic colorimeter (model number: SE-2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) and a D65 light source. Obtained by measurement. When measuring the chromaticity b * of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery, the positive electrode material to be measured was placed on a petri dish without unevenness, and the chromaticity b * of the positive electrode material was measured.

本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法において、Δb/BET比表面積比の値が小さいほど、炭素質被膜によるリン酸鉄リチウム粒子の被覆性が高く、電子伝導性が良好であると言える。一方、Δb/BET比表面積比の値が大きいほど、炭素質被膜によるリン酸鉄リチウム粒子の被覆性が低く、リチウムイオンの伝導性が良好であると言える。 In the evaluation method of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment, the smaller the value of Δb * / BET specific surface area ratio, the higher the coverage of the lithium iron phosphate particles by the carbonaceous film and the better the electronic conductivity. It can be said that. On the other hand, it can be said that the larger the value of Δb * / BET specific surface area ratio, the lower the covering property of the lithium iron phosphate particles by the carbonaceous film, and the better the lithium ion conductivity.

本実施形態のリチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法において、炭素質被膜で被覆されているリン酸鉄リチウム粒子の加熱条件は、炭素質被膜が酸化分解することなく、Feイオンを酸化できる条件とする必要がある。加熱温度が180℃であれば、炭素質被膜がほとんど酸化分解せず、かつリン酸鉄リチウム粒子の表面領域に存在するFeイオンを充分に酸化させることができる。したがって、炭素質被膜によるリン酸鉄リチウム粒子の被覆性を精確に評価できる。   In the evaluation method of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present embodiment, the heating condition of the lithium iron phosphate particles coated with the carbonaceous film can oxidize Fe ions without the carbonaceous film being oxidized and decomposed. It is necessary to make it a condition. When the heating temperature is 180 ° C., the carbonaceous film is hardly oxidized and decomposed, and Fe ions existing in the surface region of the lithium iron phosphate particles can be sufficiently oxidized. Therefore, it is possible to accurately evaluate the coverage of the lithium iron phosphate particles by the carbonaceous film.

以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.

[実施例1]
「リチウムイオン二次電池用正極材料の合成」
2molのリン酸リチウム(LiPO)と、2molの硫酸鉄(II)(FeSO)とに水を加え、全体量が4Lになるように混合し、均一なスラリー状の混合物を調製した。
次いで、この混合物を容量8Lの耐圧密閉容器に収容し、200℃にて12時間、水熱合成し、沈殿物を生成した。
次いで、この沈殿物を水洗し、ケーキ状の正極活物質の前駆体を得た。
次いで、この正極活物質の前駆体150g(固形分換算)に、有機化合物としてのポリエチレングリコール20gと、炭素質被膜の被覆性調整剤としてのNH水(28%)0.58gと、純水とを加え、これらの混合物を、媒体粒子としての直径5mmのジルコニアボールを用いて、ビーズミルにて1時間、分散処理を行い、均一なスラリーを調製した。この際、スラリー質量を分母とし、正極活物質の前駆体の質量を分子とした場合の割合が0.4になるように純水量を調整した。
次いで、このスラリーを200℃の大気雰囲気中に噴霧し、乾燥して、平均粒子径が8.3μmの有機物で被覆された、正極材料の前駆体の凝集粒子を得た。
次いで、得られた乾燥粉体(正極材料の前駆体の凝集粒子)を、窒素雰囲気下、780℃にて1.5時間焼成し、平均粒子径が8.3μmである正極材料1を得た。
[Example 1]
"Synthesis of cathode material for lithium ion secondary battery"
Water was added to 2 mol of lithium phosphate (Li 3 PO 4 ) and 2 mol of iron (II) sulfate (FeSO 4 ), and the mixture was mixed so that the total amount became 4 L to prepare a uniform slurry mixture. .
Subsequently, this mixture was accommodated in a pressure-resistant airtight container having a capacity of 8 L, and hydrothermal synthesis was performed at 200 ° C. for 12 hours to produce a precipitate.
Next, the precipitate was washed with water to obtain a cake-like positive electrode active material precursor.
Next, 150 g of the positive electrode active material precursor (in terms of solid content), 20 g of polyethylene glycol as an organic compound, 0.58 g of NH 3 water (28%) as a carbonaceous coating coverage adjuster, and pure water Then, these mixtures were subjected to a dispersion treatment for 1 hour in a bead mill using zirconia balls having a diameter of 5 mm as medium particles to prepare a uniform slurry. At this time, the amount of pure water was adjusted so that the ratio when the slurry mass was the denominator and the mass of the positive electrode active material precursor was the numerator was 0.4.
Next, this slurry was sprayed into an air atmosphere at 200 ° C. and dried to obtain aggregated particles of a precursor of the positive electrode material coated with an organic substance having an average particle size of 8.3 μm.
Next, the obtained dry powder (aggregated particles of the precursor of the positive electrode material) was baked at 780 ° C. for 1.5 hours in a nitrogen atmosphere to obtain a positive electrode material 1 having an average particle diameter of 8.3 μm. .

「リチウムイオン二次電池の作製」
溶媒であるN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)に、正極材料1と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)と、導電助剤としてのアセチレンブラック(AB)とを、ペースト中の質量比で、正極材料1:AB:PVdF=90:5:5となるように加えて、これらを混合し、混練機(商品名:あわとり練太郎、シンキー社製)を用いて、公転2000rpmの条件で10分混練し、正極材料ペースト(正極用)を調製した。
この正極材料ペースト(正極用)を、厚さ30μmのアルミニウム箔(電極集電体)の表面に塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥し、アルミニウム箔の表面に正極合剤層を形成した。
その後、正極合剤層を、58.84MPaの圧力にて加圧し、実施例1の正極1を作製した。
"Production of lithium ion secondary battery"
The mass of the positive electrode material 1, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and acetylene black (AB) as a conductive additive in N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) as a solvent In addition, the positive electrode material 1: AB: PVdF = 90: 5: 5 was added, these were mixed, and using a kneader (trade name: Awatori Nertaro, manufactured by Shinky Corp.), revolution of 2000 rpm The mixture was kneaded under conditions for 10 minutes to prepare a positive electrode material paste (for positive electrode).
This positive electrode material paste (for positive electrode) is applied to the surface of an aluminum foil (electrode current collector) having a thickness of 30 μm to form a coating film, the coating film is dried, and a positive electrode mixture layer is formed on the surface of the aluminum foil. Formed.
Thereafter, the positive electrode mixture layer was pressurized at a pressure of 58.84 MPa to produce the positive electrode 1 of Example 1.

この正極1に対し、負極としてリチウム金属を配置し、これら正極1と負極との間に多孔質ポリプロピレンからなるセパレータを配置し、電池用部材1とした。
一方、炭酸エチレンと炭酸ジエチルとを1:1(質量比)にて混合し、さらに1mol/LのLiPF溶液を加えて、リチウムイオン伝導性を有する電解質溶液1を作製した。
次いで、電池用部材1を電解質溶液1に浸漬し、実施例1のリチウムイオン二次電池1を作製した。
Lithium metal was disposed as a negative electrode with respect to the positive electrode 1, and a separator made of porous polypropylene was disposed between the positive electrode 1 and the negative electrode to obtain a battery member 1.
On the other hand, ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at 1: 1 (mass ratio), and a 1 mol / L LiPF 6 solution was further added to prepare an electrolyte solution 1 having lithium ion conductivity.
Next, the battery member 1 was immersed in the electrolyte solution 1 to produce the lithium ion secondary battery 1 of Example 1.

[実施例2]
NH水の投入量を0.72gとしたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の正極材料2を得た。
正極材料2を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2のリチウムイオン二次電池2を作製した。
[Example 2]
A positive electrode material 2 of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of NH 3 water added was 0.72 g.
A lithium ion secondary battery 2 of Example 2 was produced in the same manner as Example 1 except that the positive electrode material 2 was used.

[実施例3]
NH水の投入量を0.87gとしたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の正極材料3を得た。
正極材料3を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3のリチウムイオン二次電池3を作製した。
[Example 3]
A positive electrode material 3 of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of NH 3 water added was 0.87 g.
A lithium ion secondary battery 3 of Example 3 was produced in the same manner as Example 1 except that the positive electrode material 3 was used.

[実施例4]
「リチウムイオン二次電池用正極材料の合成」
2molのリン酸リチウム(LiPO)と、2molの硫酸鉄(II)(FeSO)とに水を加え、全体量が4Lになるように混合し、均一なスラリー状の混合物を調製した。
次いで、この混合物を容量8Lの耐圧密閉容器に収容し、170℃にて8時間、水熱合成し、沈殿物を生成した。
次いで、この沈殿物を水洗し、ケーキ状の正極活物質の前駆体を得た。
次いで、この正極活物質の前駆体150g(固形分換算)に、有機化合物としてのポリエチレングリコール20gと、炭素質被膜の被覆性調整剤としてのNH水(28%)0.72gと、純水とを加え、これらの混合物を、媒体粒子としての直径5mmのジルコニアボールとを用いて、ビーズミルにて1時間、分散処理を行い、均一なスラリーを調製した。この際、スラリー質量を分母とし、正極活物質の前駆体の質量を分子とした場合の割合が0.35になるように純水量を調整した。
次いで、このスラリーを200℃の大気雰囲気中に噴霧し、乾燥して、平均粒子径が9.7μmの有機物で被覆された、正極材料の前駆体の凝集粒子を得た。
次いで、得られた乾燥粉体(正極材料の前駆体の凝集粒子)を、窒素雰囲気下、760℃にて1.0時間焼成し、平均粒子径が9.7μmである正極材料4を得た。
[Example 4]
"Synthesis of cathode material for lithium ion secondary battery"
Water was added to 2 mol of lithium phosphate (Li 3 PO 4 ) and 2 mol of iron (II) sulfate (FeSO 4 ), and the mixture was mixed so that the total amount became 4 L to prepare a uniform slurry mixture. .
Subsequently, this mixture was accommodated in a pressure-resistant airtight container having a capacity of 8 L, and hydrothermal synthesis was performed at 170 ° C. for 8 hours to produce a precipitate.
Next, the precipitate was washed with water to obtain a cake-like positive electrode active material precursor.
Next, 150 g of the positive electrode active material precursor (in terms of solid content), 20 g of polyethylene glycol as an organic compound, 0.72 g of NH 3 water (28%) as a carbonaceous coating coverage adjuster, and pure water Then, these mixtures were subjected to a dispersion treatment for 1 hour in a bead mill using zirconia balls having a diameter of 5 mm as medium particles to prepare a uniform slurry. At this time, the amount of pure water was adjusted so that the ratio when the slurry mass was the denominator and the mass of the precursor of the positive electrode active material was the numerator was 0.35.
Next, the slurry was sprayed into an air atmosphere at 200 ° C. and dried to obtain aggregated particles of a precursor of the positive electrode material coated with an organic substance having an average particle diameter of 9.7 μm.
Next, the obtained dry powder (aggregated particles of the precursor of the positive electrode material) was baked at 760 ° C. for 1.0 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a positive electrode material 4 having an average particle diameter of 9.7 μm. .

「リチウムイオン二次電池の作製」
溶媒であるN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)に、正極材料4と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)と、導電助剤としてのアセチレンブラック(AB)とを、ペースト中の質量比で、正極材料4:AB:PVdF=90:5:5となるように加えて、これらを混合し、混練機(商品名:あわとり練太郎、シンキー社製)を用いて、公転2000rpmの条件で10分混練し、正極材料ペースト(正極用)を調製した。
この正極材料ペースト(正極用)を、厚さ30μmのアルミニウム箔(電極集電体)の表面に塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥し、アルミニウム箔の表面に正極合剤層を形成した。
その後、正極合剤層を、58.84MPaの圧力にて加圧し、実施例4の正極4を作製した。
"Production of lithium ion secondary battery"
The mass of the positive electrode material 4, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and acetylene black (AB) as a conductive auxiliary agent in N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) as a solvent in the paste. In addition, the positive electrode material 4: AB: PVdF = 90: 5: 5 was added, and these were mixed, and using a kneader (trade name: Awatori Nerita, manufactured by Shinky Corp.), revolution of 2000 rpm The mixture was kneaded under conditions for 10 minutes to prepare a positive electrode material paste (for positive electrode).
This positive electrode material paste (for positive electrode) is applied to the surface of an aluminum foil (electrode current collector) having a thickness of 30 μm to form a coating film, the coating film is dried, and a positive electrode mixture layer is formed on the surface of the aluminum foil. Formed.
Thereafter, the positive electrode mixture layer was pressurized at a pressure of 58.84 MPa, and the positive electrode 4 of Example 4 was produced.

この正極4に対し、負極としてリチウム金属を配置し、これら正極4と負極との間に多孔質ポリプロピレンからなるセパレータを配置し、電池用部材4とした。
一方、炭酸エチレンと炭酸ジエチルとを1:1(質量比)にて混合し、さらに1mol/LのLiPF溶液を加えて、リチウムイオン伝導性を有する電解質溶液4を作製した。
次いで、電池用部材4を電解質溶液4に浸漬し、実施例4のリチウムイオン二次電池4を作製した。
Lithium metal was disposed as a negative electrode with respect to the positive electrode 4, and a separator made of porous polypropylene was disposed between the positive electrode 4 and the negative electrode to obtain a battery member 4.
On the other hand, ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at 1: 1 (mass ratio), and a 1 mol / L LiPF 6 solution was further added to produce an electrolyte solution 4 having lithium ion conductivity.
Next, the battery member 4 was immersed in the electrolyte solution 4 to produce the lithium ion secondary battery 4 of Example 4.

[実施例5]
NH水の投入量を0.87gとしたこと以外は実施例4と同様にして、実施例5の正極材料5を得た。
正極材料5を用いたこと以外は実施例4と同様にして、実施例5のリチウムイオン二次電池5を作製した。
[Example 5]
A positive electrode material 5 of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the amount of NH 3 water added was 0.87 g.
A lithium ion secondary battery 5 of Example 5 was produced in the same manner as Example 4 except that the positive electrode material 5 was used.

[実施例6]
NH水の投入量を1.01gとしたこと以外は実施例4と同様にして、実施例6の正極材料6を得た。
正極材料6を用いたこと以外は実施例4と同様にして、実施例6のリチウムイオン二次電池6を作製した。
[Example 6]
A positive electrode material 6 of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the amount of NH 3 water added was 1.01 g.
A lithium ion secondary battery 6 of Example 6 was produced in the same manner as Example 4 except that the positive electrode material 6 was used.

[実施例7]
「リチウムイオン二次電池用正極材料の合成」
2molのリン酸リチウム(LiPO)と、2molの硫酸鉄(II)(FeSO)とに水を加え、全体量が4Lになるように混合し、均一なスラリー状の混合物を調製した。
次いで、この混合物を容量8Lの耐圧密閉容器に収容し、140℃にて2時間、水熱合成し、沈殿物を生成した。
次いで、この沈殿物を水洗し、ケーキ状の正極活物質の前駆体を得た。
次いで、この正極活物質の前駆体150g(固形分換算)に、有機化合物としてのポリエチレングリコール20gと、炭素質被膜の被覆性調整剤としてのNH水(28%)0.87gと、純水とを加え、これらの混合物を、媒体粒子としての直径5mmのジルコニアボールとを用いて、ビーズミルにて4時間、分散処理を行い、均一なスラリーを調製した。この際、スラリー質量を分母とし、正極活物質の前駆体の質量を分子とした場合の割合が0.30になるように純水量を調整した。
次いで、このスラリーを200℃の大気雰囲気中に噴霧し、乾燥して、平均粒子径が11.2μmの有機物で被覆された、正極材料の前駆体の凝集粒子を得た。
次いで、得られた乾燥粉体(正極材料の前駆体の凝集粒子)を、窒素雰囲気下、700℃にて1.0時間焼成し、平均粒子径が11.2μmである正極材料7を得た。
[Example 7]
"Synthesis of cathode material for lithium ion secondary battery"
Water was added to 2 mol of lithium phosphate (Li 3 PO 4 ) and 2 mol of iron (II) sulfate (FeSO 4 ), and the mixture was mixed so that the total amount became 4 L to prepare a uniform slurry mixture. .
Subsequently, this mixture was accommodated in a pressure-resistant airtight container having a capacity of 8 L, and hydrothermal synthesis was performed at 140 ° C. for 2 hours to produce a precipitate.
Next, the precipitate was washed with water to obtain a cake-like positive electrode active material precursor.
Next, 150 g (converted to solid content) of this positive electrode active material precursor, 20 g of polyethylene glycol as an organic compound, 0.87 g of NH 3 water (28%) as a carbonaceous coating coverage adjuster, and pure water Then, these mixtures were subjected to a dispersion treatment for 4 hours in a bead mill using zirconia balls having a diameter of 5 mm as medium particles to prepare a uniform slurry. At this time, the amount of pure water was adjusted so that the ratio when the slurry mass was the denominator and the mass of the positive electrode active material precursor was the numerator was 0.30.
Next, the slurry was sprayed into an air atmosphere at 200 ° C. and dried to obtain aggregated particles of a precursor of the positive electrode material coated with an organic substance having an average particle diameter of 11.2 μm.
Next, the obtained dry powder (aggregated particles of the precursor of the positive electrode material) was baked at 700 ° C. for 1.0 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a positive electrode material 7 having an average particle diameter of 11.2 μm. .

「リチウムイオン二次電池の作製」
溶媒であるN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)に、正極材料7と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)と、導電助剤としてのアセチレンブラック(AB)とを、ペースト中の質量比で、正極材料7:AB:PVdF=90:5:5となるように加えて、これらを混合し、混練機(商品名:あわとり練太郎、シンキー社製)を用いて、公転2000rpmの条件で10分混練し、正極材料ペースト(正極用)を調製した。
この正極材料ペースト(正極用)を、厚さ30μmのアルミニウム箔(電極集電体)の表面に塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥し、アルミニウム箔の表面に正極合剤層を形成した。
その後、正極合剤層を、58.84MPaの圧力にて加圧し、実施例7の正極7を作製した。
"Production of lithium ion secondary battery"
A mass of the positive electrode material 7, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and acetylene black (AB) as a conductive auxiliary agent in N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) as a solvent. In addition, the positive electrode material 7: AB: PVdF = 90: 5: 5 was added, and these were mixed, and using a kneader (trade name: Awatori Nerita, manufactured by Shinky Corp.), revolution of 2000 rpm The mixture was kneaded under conditions for 10 minutes to prepare a positive electrode material paste (for positive electrode).
This positive electrode material paste (for positive electrode) is applied to the surface of an aluminum foil (electrode current collector) having a thickness of 30 μm to form a coating film, the coating film is dried, and a positive electrode mixture layer is formed on the surface of the aluminum foil. Formed.
Thereafter, the positive electrode mixture layer was pressurized at a pressure of 58.84 MPa to produce the positive electrode 7 of Example 7.

この正極7に対し、負極としてリチウム金属を配置し、これら正極7と負極との間に多孔質ポリプロピレンからなるセパレータを配置し、電池用部材7とした。
一方、炭酸エチレンと炭酸ジエチルとを1:1(質量比)にて混合し、さらに1mol/LのLiPF溶液を加えて、リチウムイオン伝導性を有する電解質溶液7を作製した。
次いで、電池用部材7を電解質溶液7に浸漬し、実施例7のリチウムイオン二次電池1を作製した。
Lithium metal was disposed as a negative electrode with respect to the positive electrode 7, and a separator made of porous polypropylene was disposed between the positive electrode 7 and the negative electrode to obtain a battery member 7.
On the other hand, ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at 1: 1 (mass ratio), and a 1 mol / L LiPF 6 solution was further added to produce an electrolyte solution 7 having lithium ion conductivity.
Next, the battery member 7 was immersed in the electrolyte solution 7 to produce the lithium ion secondary battery 1 of Example 7.

[実施例8]
NH水の投入量を1.01gとしたこと以外は実施例7と同様にして、実施例8の正極材料8を得た。
正極材料8を用いたこと以外は実施例7と同様にして、実施例8のリチウムイオン二次電池8を作製した。
[Example 8]
A positive electrode material 8 of Example 8 was obtained in the same manner as in Example 7 except that the amount of NH 3 water added was 1.01 g.
A lithium ion secondary battery 8 of Example 8 was produced in the same manner as Example 7 except that the positive electrode material 8 was used.

[実施例9]
NH水の投入量を1.16gとしたこと以外は実施例7と同様にして、実施例9の正極材料9を得た。
正極材料9を用いたこと以外は実施例7と同様にして、実施例9のリチウムイオン二次電池9を作製した。
[Example 9]
A positive electrode material 9 of Example 9 was obtained in the same manner as in Example 7 except that the amount of NH 3 water added was 1.16 g.
A lithium ion secondary battery 9 of Example 9 was produced in the same manner as Example 7 except that the positive electrode material 9 was used.

「比較例1」
NH水の投入量を0.29gとしたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の正極材料11を得た。
正極材料11を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1のリチウムイオン二次電池11を作製した。
"Comparative Example 1"
A positive electrode material 11 of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of NH 3 water added was 0.29 g.
A lithium ion secondary battery 11 of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode material 11 was used.

「比較例2」
NH水の投入量を1.01gとしたこと以外は実施例1と同様にして、比較例2の正極材料12を得た。
正極材料12を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例2のリチウムイオン二次電池12を作製した。
"Comparative Example 2"
A positive electrode material 12 of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of NH 3 water added was 1.01 g.
A lithium ion secondary battery 12 of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode material 12 was used.

「比較例3」
NH水の投入量を1.16gとしたこと以外は実施例1と同様にして、比較例3の正極材料13を得た。
正極材料13を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例3のリチウムイオン二次電池13を作製した。
“Comparative Example 3”
A positive electrode material 13 of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the input amount of NH 3 water was 1.16 g.
A lithium ion secondary battery 13 of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode material 13 was used.

「比較例4」
NH水の投入量を0.29gとしたこと以外は実施例4と同様にして、比較例4の正極材料14を得た。
正極材料14を用いたこと以外は実施例4と同様にして、比較例4のリチウムイオン二次電池14を作製した。
“Comparative Example 4”
A positive electrode material 14 of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the input amount of NH 3 water was 0.29 g.
A lithium ion secondary battery 14 of Comparative Example 4 was produced in the same manner as Example 4 except that the positive electrode material 14 was used.

「比較例5」
NH水の投入量を0.58gとしたこと以外は実施例4と同様にして、比較例5の正極材料15を得た。
正極材料15を用いたこと以外は実施例4と同様にして、比較例5のリチウムイオン二次電池15を作製した。
“Comparative Example 5”
A positive electrode material 15 of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the amount of NH 3 water added was 0.58 g.
A lithium ion secondary battery 15 of Comparative Example 5 was produced in the same manner as Example 4 except that the positive electrode material 15 was used.

「比較例6」
NH水の投入量を1.16gとしたこと以外は実施例4と同様にして、比較例6の正極材料16を得た。
正極材料16を用いたこと以外は実施例4と同様にして、比較例6のリチウムイオン二次電池16を作製した。
“Comparative Example 6”
A positive electrode material 16 of Comparative Example 6 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the input amount of NH 3 water was 1.16 g.
A lithium ion secondary battery 16 of Comparative Example 6 was produced in the same manner as Example 4 except that the positive electrode material 16 was used.

「比較例7」
NH水の投入量を0.29gとしたこと以外は実施例7と同様にして、比較例7の正極材料17を得た。
正極材料17を用いたこと以外は実施例7と同様にして、比較例7のリチウムイオン二次電池17を作製した。
“Comparative Example 7”
A positive electrode material 17 of Comparative Example 7 was obtained in the same manner as in Example 7 except that the amount of NH 3 water added was 0.29 g.
A lithium ion secondary battery 17 of Comparative Example 7 was produced in the same manner as Example 7 except that the positive electrode material 17 was used.

「比較例8」
NH水の投入量を0.58gとしたこと以外は実施例7と同様にして、比較例8の正極材料18を得た。
正極材料18を用いたこと以外は実施例7と同様にして、比較例8のリチウムイオン二次電池18を作製した。
“Comparative Example 8”
A positive electrode material 18 of Comparative Example 8 was obtained in the same manner as in Example 7 except that the amount of NH 3 water added was 0.58 g.
A lithium ion secondary battery 18 of Comparative Example 8 was produced in the same manner as Example 7 except that the positive electrode material 18 was used.

「比較例9」
NH水の投入量を0.72gとしたこと以外は実施例7と同様にして、比較例9の正極材料19を得た。
正極材料19を用いたこと以外は実施例7と同様にして、比較例9のリチウムイオン二次電池19を作製した。
"Comparative Example 9"
A positive electrode material 19 of Comparative Example 9 was obtained in the same manner as in Example 7 except that the amount of NH 3 water added was 0.72 g.
A lithium ion secondary battery 19 of Comparative Example 9 was produced in the same manner as in Example 7 except that the positive electrode material 19 was used.

[リチウムイオン二次電池用正極材料およびリチウムイオン二次電池の評価]
実施例1〜9および比較例1〜9のリチウムイオン二次電池用正極材料およびリチウムイオン二次電池について、以下の通り、評価を行った。
[Evaluation of cathode material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery]
The positive electrode materials for lithium ion secondary batteries and the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 9 were evaluated as follows.

(1)比表面積
リチウムイオン二次電池用正極材料のBET比表面積は、測定装置(商品名:HM model−1208、マウンテック社製)を用いて、一点法、相対圧0.29(P/P)にて測定した。
(1) Specific surface area The BET specific surface area of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery is determined by a one-point method, a relative pressure of 0.29 (P / P) using a measuring device (trade name: HM model-1208, manufactured by Mountec). 0 ).

(2)炭素量
リチウムイオン二次電池用正極材料の炭素量は、炭素硫黄分析装置(商品名:EMIA−220V、堀場製作所製)を用いて測定した。
(2) Carbon content The carbon content of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery was measured using a carbon sulfur analyzer (trade name: EMIA-220V, manufactured by Horiba, Ltd.).

(3)色度b
リチウムイオン二次電池用正極材料のL表色系における色度bは、分光式色彩計(型番:SE−2000、日本電色工業社製)とD65光源を用いた、反射光2度視野測定によって得られた。リチウムイオン二次電池用正極材料の色度bを測定する際には、シャーレに斑なく測定対象の正極材料を載せて、その正極材料の色度bを測定した。
(3) Chromaticity b *
L * a * b * chromaticity b * in the color system of a positive electrode material for a lithium ion secondary battery was measured using a spectroscopic colorimeter (model number: SE-2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) and a D65 light source. Obtained by two-field measurement of reflected light. When measuring the chromaticity b * of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery, the positive electrode material to be measured was placed on a petri dish without unevenness, and the chromaticity b * of the positive electrode material was measured.

(4)10C放電容量
リチウムイオン二次電池の10C放電容量は、25℃環境下で、電流値1Cにて電池電圧が4.0Vになるまで定電流充電した後、電流値10Cにて電池電圧が2.0Vになるまで放電したときの放電容量とした。
また、一次粒子径が大サイズの実施例1〜3および比較例1〜3では、10C放電容量が100mAh/g以上の場合、入出力特性を○、100mAh/g未満の場合、入出力特性を×と評価した。
一次粒子径が中サイズの実施例4〜6および比較例4〜6では、10C放電容量が105mAh/g以上の場合、入出力特性を○、105mAh/g未満の場合、入出力特性を×と評価した。
一次粒子径が小サイズの実施例7〜9および比較例7〜9では、10C放電容量が103mAh/g以上の場合、入出力特性を○、103mAh/g未満の場合、入出力特性を×と評価した。
このように一次粒子径によって良否の判断を変更している理由は、一次粒子径によって電解液との接触面積や一次粒子バルク内のリチウム拡散距離が異なるため、10C放電容量の絶対値が異なるためである。
(4) 10C discharge capacity The 10C discharge capacity of the lithium ion secondary battery is the battery voltage at a current value of 10C after being charged at constant current until the battery voltage reaches 4.0V at a current value of 1C under an environment of 25 ° C. Is the discharge capacity when discharged until 2.0V.
In Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 having a large primary particle size, when the 10C discharge capacity is 100 mAh / g or more, the input / output characteristics are ○, and when the primary particle diameter is less than 100 mAh / g, X was evaluated.
In Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 6 in which the primary particle size is medium, when the 10C discharge capacity is 105 mAh / g or more, the input / output characteristics are ○, and when the 10C discharge capacity is less than 105 mAh / g, the input / output characteristics are ×. evaluated.
In Examples 7 to 9 and Comparative Examples 7 to 9 having a small primary particle size, when the 10C discharge capacity is 103 mAh / g or more, the input / output characteristics are ○, and when the 10 C discharge capacity is less than 103 mAh / g, the input / output characteristics are ×. evaluated.
The reason why the judgment of quality is changed depending on the primary particle diameter is that the contact area with the electrolyte and the lithium diffusion distance in the primary particle bulk differ depending on the primary particle diameter, and therefore the absolute value of the 10C discharge capacity differs. It is.

「評価結果」
実施例1〜9および比較例1〜9のリチウムイオン二次電池用正極材料およびリチウムイオン二次電池の評価結果を表1に示す。
なお、表1に示す炭素量は、正極活物質100質量部に対する、炭素質被膜を形成する炭素の量(質量部)を示す。また、炭素質被膜の被覆性の尺度となるΔb/BET比表面積比と入出力特性の尺度となる10C放電容量をプロットした図を、図1(一次粒子径:大サイズ)、図2(一次粒子径:中サイズ)、図3(一次粒子径:小サイズ)に示す。
"Evaluation results"
Table 1 shows the evaluation results of the positive electrode materials for lithium ion secondary batteries and the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 9.
In addition, the carbon amount shown in Table 1 shows the quantity (mass part) of the carbon which forms a carbonaceous film with respect to 100 mass parts of positive electrode active materials. In addition, FIG. 1 (primary particle size: large size), FIG. 2 (plots of Δb * / BET specific surface area ratio, which is a measure of the coverage of the carbonaceous film, and 10 C discharge capacity, which is a measure of input / output characteristics, are plotted. Primary particle diameter: medium size) and FIG. 3 (primary particle diameter: small size).

Figure 2018163742
Figure 2018163742

表1および図1の結果から、実施例1〜3と、比較例1〜3とを比較すると、Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下の範囲にある実施例1〜3は、比較例1〜3に比べ10C放電容量が100mAh/g以上と優れた入出力特性を示した。特に、Δb/BET比表面積比が0.31である実施例2で最も優れた10C放電容量を示した。
また、表1および図2の結果から、実施例4〜6と、比較例4〜6とを比較すると、Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下の範囲にある実施例4〜6は、比較例4〜6に比べ10C放電容量が105mAh/g以上と優れた入出力特性を示した。特に、Δb/BET比表面積比が0.30である実施例5で最も優れた10C放電容量を示した。
表1および図3の結果から、実施例7〜9と、比較例7〜9とを比較すると、Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下の範囲にある実施例7〜9は、比較例7〜9に比べ10C放電容量が103mAh/g以上と優れた入出力特性を示した。特に、Δb/BET比表面積比が0.30である実施例8で最も優れた10C放電容量を示した。
表1、図1、図2および図3の結果から、一次粒子径の大小に依らず、Δb/BET比表面積比は0.25以上かつ0.35以下の範囲で優れた入出力特性を示すことが示唆され、特に、Δb/BET比表面積比が0.27以上かつ0.33以下の範囲で特に優れた入出力特性を示すことが示唆された。実施例1〜9では、必要な正極活物質の電子伝導パスを担保しつつ、リチウムイオンの移動を阻害しないような適度な炭素質被膜の被覆性を実現できたため、このように優れた入出力特性が得られたと推察される。
From the results of Table 1 and FIG. 1, when Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 are compared, Example 1 in which the Δb * / BET specific surface area ratio is in the range of 0.25 to 0.35. -3 showed the input-output characteristic which was 10C discharge capacity more than 100 mAh / g compared with Comparative Examples 1-3. In particular, the 10C discharge capacity which was the most excellent in Example 2 in which Δb * / BET specific surface area ratio was 0.31 was shown.
Further, from the results of Table 1 and FIG. 2, when Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 6 are compared, the Δb * / BET specific surface area ratio is in the range of 0.25 or more and 0.35 or less. Examples 4-6 showed the input-output characteristic which 10C discharge capacity was 105 mAh / g or more excellent compared with Comparative Examples 4-6. In particular, the most excellent 10 C discharge capacity was shown in Example 5 in which the Δb * / BET specific surface area ratio was 0.30.
From the results of Table 1 and FIG. 3, when Examples 7 to 9 and Comparative Examples 7 to 9 are compared, Example 7 in which the Δb * / BET specific surface area ratio is in the range of 0.25 or more and 0.35 or less. Nos. 9 to 9 showed excellent input / output characteristics with a 10 C discharge capacity of 103 mAh / g or more as compared with Comparative Examples 7 to 9. In particular, the 10C discharge capacity that was most excellent in Example 8 in which the Δb * / BET specific surface area ratio was 0.30 was shown.
From the results of Table 1, FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, regardless of the size of the primary particle diameter, excellent input / output characteristics are obtained when the Δb * / BET specific surface area ratio is in the range of 0.25 to 0.35. In particular, it was suggested that excellent input / output characteristics are exhibited when the Δb * / BET specific surface area ratio is in the range of 0.27 to 0.33. In Examples 1 to 9, since an appropriate carbonaceous film covering property that does not inhibit the movement of lithium ions was achieved while ensuring the necessary electron conduction path of the positive electrode active material, such excellent input / output was achieved. It is inferred that the characteristics were obtained.

本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料を用いたリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度、入出力特性に優れるため、移動体用途を初めとするリチウムイオン二次電池の信頼性の進歩に大きく貢献することができる。   The lithium ion secondary battery using the positive electrode material for the lithium ion secondary battery of the present invention is excellent in energy density and input / output characteristics, and thus greatly improves the reliability of lithium ion secondary batteries including mobile applications. Can contribute.

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する有機化合物が炭化してなる炭素質被膜とを含む活物質粒子における炭素質被膜の被覆性をΔb/BET比表面積比で評価することによって、Δb/BET比表面積比を0.25以上かつ0.35以下とすることにより、入出力特性の向上に最適な炭素質被膜の被覆性を有するリチウムイオン二次電池用正極材料を提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1). , 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is at least selected from the group consisting of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge and rare earth elements The coverage of the carbonaceous film in the active material particles including the center particle represented by 1 type) and the carbonaceous film formed by carbonizing the organic compound that coats the surface of the center particle is expressed as Δb * / BET specific surface area ratio. The positive electrode for a lithium ion secondary battery having an optimal carbonaceous film covering property for improving input / output characteristics by making the Δb * / BET specific surface area ratio not less than 0.25 and not more than 0.35 by evaluating Find that material can be provided, book The invention has been completed.

本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する有機化合物が炭化してなる炭素質被膜とを含む活物質粒子であって、Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下(Δb:前記活物質粒子を大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと前記活物質粒子の加熱前の色度bとの差)であることを特徴とする。 The positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention has a general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0. 2, wherein M is a center represented by Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and a rare earth element. An active material particle comprising particles and a carbonaceous film formed by carbonizing an organic compound that coats the surface of the center particle, wherein a Δb * / BET specific surface area ratio is 0.25 or more and 0.35 or less (Δb *: the active material particles in an air atmosphere, the chromaticity b * and the active material before heating the particles chromaticity b * in 72 hours while heating and the L * a * b * color system after at 180 ° C. Difference).

本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する有機化合物が炭化してなる炭素質被膜とを含む活物質粒子を、大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと前記中心粒子の加熱前の色度bとの差を、前記活物質粒子の加熱前のBET比表面積で除した値により、前記炭素質被膜による前記中心粒子の被覆性を評価することを特徴とする。 The evaluation method of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention is expressed by the general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and rare earth elements) L * a * after heating the active material particle containing the center particle | grains represented, and the carbonaceous film which the organic compound which coat | covers the surface of the center particle | grains carbonizes for 72 hours at 180 degreeC in air | atmosphere . The difference between the chromaticity b * in the b * color system and the chromaticity b * of the central particle before heating is divided by the BET specific surface area of the active material particle before heating, and the carbonaceous coating film It is characterized by evaluating the covering property of the center particle.

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する有機化合物が炭化してなる炭素質被膜とを含む活物質粒子における炭素質被膜の被覆性をΔb/BET比表面積比で評価することによって、Δb/BET比表面積比を0.25以上かつ0.35以下、BET比表面積が5m /g以上かつ30m /g以下とすることにより、入出力特性の向上に最適な炭素質被膜の被覆性を有するリチウムイオン二次電池用正極材料を提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1). , 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is at least selected from the group consisting of Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge and rare earth elements The coverage of the carbonaceous film in the active material particles including the center particle represented by 1 type) and the carbonaceous film formed by carbonizing the organic compound that coats the surface of the center particle is expressed as Δb * / BET specific surface area ratio. By evaluating, the Δb * / BET specific surface area ratio is 0.25 or more and 0.35 or less , and the BET specific surface area is 5 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less. Lithium Ion with Excellent Carbonaceous Coating It found that it is possible to provide a positive electrode material for the next cell, and completed the present invention.

本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する有機化合物が炭化してなる炭素質被膜とを含む活物質粒子であって、Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下(Δb:前記活物質粒子を大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと前記活物質粒子の加熱前の色度bとの差)、BET比表面積が5m /g以上かつ30m /g以下であることを特徴とする。 The positive electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention has a general formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0. 2, wherein M is a center represented by Mg, Ca, Co, Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and a rare earth element. An active material particle comprising particles and a carbonaceous film formed by carbonizing an organic compound that coats the surface of the center particle, wherein a Δb * / BET specific surface area ratio is 0.25 or more and 0.35 or less (Δb *: the active material particles in an air atmosphere, the chromaticity b * and the active material before heating the particles chromaticity b * in 72 hours while heating and the L * a * b * color system after at 180 ° C. Difference) , that the BET specific surface area is 5 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less. Features.

Claims (7)

一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する炭素質被膜とを含む活物質粒子であって、
Δb/BET比表面積比が0.25以上かつ0.35以下(Δb:前記活物質粒子を大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと前記活物質粒子の加熱前の色度bとの差)であることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極材料。
General formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is Mg, Ca, Co, And at least one selected from the group consisting of Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and rare earth elements), and carbonaceous material covering the surface of the central particle Active material particles comprising a coating,
Δb * / BET specific surface area ratio is 0.25 or more and 0.35 or less (Δb * : in the L * a * b * color system after heating the active material particles at 180 ° C. for 72 hours in the air atmosphere. chromaticity b * and the positive electrode material for a lithium ion secondary battery which is a active difference between previous chromaticity b * heating of material particles).
前記中心粒子がLiFePOであることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料。 The positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the central particle is LiFePO 4 . BET比表面積が5m/g以上かつ30m/g以下、前記炭素質被膜を形成する炭素量が、前記中心粒子100質量部に対して0.6質量部以上かつ3質量部以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料。 The BET specific surface area is 5 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less, and the amount of carbon forming the carbonaceous film is 0.6 parts by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the center particle. The positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2. 電極集電体と、該電極集電体上に形成された正極合剤層と、を備えたリチウムイオン二次電池用正極であって、
前記正極合剤層は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料を含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極。
A positive electrode for a lithium ion secondary battery comprising: an electrode current collector; and a positive electrode mixture layer formed on the electrode current collector,
The said positive mix layer contains the positive electrode material for lithium ion secondary batteries of any one of Claims 1-3, The positive electrode for lithium ion secondary batteries characterized by the above-mentioned.
請求項4に記載のリチウムイオン二次電池用正極を備えたことを特徴とするリチウムイオン二次電池。   A lithium ion secondary battery comprising the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 4. 一般式LiFePO(0.95≦x≦1.1、0.8≦y≦1.1、0≦z≦0.2、但し、Mは、Mg、Ca、Co、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Geおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも1種)で表わされる中心粒子と、該中心粒子の表面を被覆する炭素質被膜とを含む活物質粒子を、大気雰囲気下、180℃にて72時間加熱した後のL表色系における色度bと前記中心粒子の加熱前の色度bとの差を、前記活物質粒子の加熱前のBET比表面積で除した値により、前記炭素質被膜による前記中心粒子の被覆性を評価することを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法。 General formula Li x Fe y M z PO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.1, 0.8 ≦ y ≦ 1.1, 0 ≦ z ≦ 0.2, where M is Mg, Ca, Co, And at least one selected from the group consisting of Sr, Ba, Ti, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, and rare earth elements), and carbonaceous material covering the surface of the central particle the active material particles comprising a coating, an air atmosphere before heating the chromaticity b * and the central particle at 72 hours heated after the L * a * b * color system at 180 ° C. and chromaticity b * Evaluation of the positive electrode material for a lithium ion secondary battery, wherein the coverage of the center particle by the carbonaceous film is evaluated by the value obtained by dividing the difference by the BET specific surface area before heating of the active material particles Method. 前記中心粒子がLiFePOであることを特徴とする請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の評価方法。 The method for evaluating a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 6, wherein the central particle is LiFePO 4 .
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