JP5817143B2 - 正極活物質前駆体粒子粉末及び正極活物質粒子粉末、並びに非水電解質二次電池 - Google Patents
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Description
ここで、粒度分布の指標は以下の式に基づくものであり、この値が1に近いほど粒度分布が狭いことを示している。
D10%/D50%=(D10%)÷(D50%)
D90%/D50%=(D90%)÷(D50%)
本発明においては、Na及びSは正極活物質粒子内部若しくは表面に存在し、リチウムイオンの反応性に影響を与えることによって、放電容量が向上するものと本発明者らは考えている。
初期充放電は、25℃で充電は5.0Vまで0.1Cで定電流充電した後、放電を2.0Vまで0.1Cにて行った。同様に2サイクル目以降の充放電も行った。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.2(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
ICP分析の結果、それぞれモル比でNi:Mn=24.4:75.6であり、Ni=12.2wt%、Na=0.5113wt%、S=0.0211wt%、NaとSの和は0.5324wt%であった。
「SEISHIN LASER MICRON SIZER LMS−30」によって前記前駆体粒子粉末の粒度分布を測定した結果、D10%=11.0(μm)、D50%=16.8(μm)、D90%=24.8(μm)であり、D10%/D50%=0.65、D90%/D50%=1.48であった。
また、走査型電子顕微鏡(SEM)によって前記前駆体粒子粉末を観察した結果、大部分の二次粒子の形がほぼ球形若しくは、粒状であることが観測された。図3、4に示す。
分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、原料の供給口以外を密閉して外気が入り込まないようにし、50℃に保持した。さらにpH=8.5(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、20時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、空気を流通させながら60℃に保持した。さらにpH=8.1(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と5Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、50時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH4.5の希硫酸で水洗し、次いでpH10の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後120℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら40℃に保持した。さらにpH=8.4(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、20時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH4の希硫酸で水洗し、次いでpH9.5の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら70℃に保持した。さらにpH=8.1(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、60時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後110℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら30℃に保持した。さらにpH=8.9(±0.1)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、10時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH4の希硫酸で水洗し、次いでpH9.5の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら90℃に保持した。さらにpH=8.1(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、90時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH9の苛性ソーダで水洗し、次いでpH5の希硫酸で水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後110℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら30℃に保持した。さらにpH=8.9(±0.1)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、10時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH3の希硫酸で水洗し、次いでpH11の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら90℃に保持した。さらにpH=8.1(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、90時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーをサイクロン分級機に通して分級を行い、大粒子側のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.2(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.2(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.2MのNi、Mn、Tiの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
ICP分析の結果、それぞれモル比でNi:Mn:Ti=23.8:74.2:2.0であった。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.2(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mn、Coの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
ICP分析の結果、それぞれモル比でNi:Mn:Co=24.8:63.2:12.0であった。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら40℃に保持した。さらにpH=8.6(±0.1)となるよう、弱攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、20時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=9.3(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液、4M水酸化ナトリウム水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、20時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら30℃に保持した。さらにpH=9.8(±0.1)となるよう、弱攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液、4M水酸化ナトリウム水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、20時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩と水酸化物を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.0(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、純水で水洗を行った。その後120℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら40℃に保持した。さらにpH=8.7(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、20時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH10の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.8(±0.2)となるよう、弱攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、20時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH4の希硫酸で水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら40℃に保持した。さらにpH=9.6(±0.2)となるよう、弱攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液、水酸化ナトリウム水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、30時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH3の希硫酸で水洗し、次いでpH12の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩及び水酸化物を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.1(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硝酸塩水溶液と炭酸リチウムスラリーを加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.2(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.2(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH5の希硫酸で水洗し、次いでpH9の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.2(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH4.6の希硫酸で水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
その他、分析結果は表1に示す。
密閉型反応槽に水を14L入れ、窒素ガスを流通させながら50℃に保持した。さらにpH=8.2(±0.2)となるよう、強攪拌しながら連続的に1.5MのNi、Mnの混合硫酸塩水溶液と0.8M炭酸ナトリウム水溶液と2Mアンモニア水溶液を加えた。反応中は濃縮装置により濾液のみを系外に排出して固形分は反応槽に滞留させながら、40時間反応後、共沈生成物のスラリーを採取した。採取したスラリーを濾過した後、pH2.6の希硫酸で水洗し、次いでpH11.7の苛性ソーダで水洗し、さらに純水で水洗を行った。その後105℃で一晩乾燥させ、前駆体粒子粉末を得た。
その他、分析結果は表1に示す。
比較例5で得られた前駆体粒子粉末を硫酸ナトリウム水溶液に浸し、120℃で蒸発乾固させた。
X線回折測定の結果、得られた前駆体粒子粉末は、炭酸塩を主成分としていた。
その他、分析結果は表1に示す。
実施例1で得られた前駆体粒子粉末と水酸化リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、空気流通下850℃で8hr焼成し、続けて550℃で4hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。図1にX線回折図を示す。
ICP分析の結果、それぞれモル比でNi:Mn=24.4:75.6、Li/(Ni+Mn)=0.50であり、Ni=15.8wt%、Na=0.7232wt%、S=0.0298wt%、NaとSの和は0.7530wt%であった。
窒素吸着法によるBET比表面積は2.9m2/gであった。
「SEISHIN LASER MICRON SIZER LMS−30」によって正極活物質粒子粉末の粒度分布を観察した結果、D10%=11.0(μm)、D50%=16.9(μm)、D90%=24.8(μm)であり、D10%/D50%=0.65、D90%/D50%=1.47であった。
また、この正極活物質粒子粉末を用いてコインセルによる充放電特性評価を行ったところ、10サイクル目の放電容量は135mAh/gであった。図7に放電カーブを示す。
分析結果は表2に示す。
実施例2で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下900℃で5hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例3で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下1000℃で8hr焼成し、続けて650℃で10hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
また、走査型電子顕微鏡(SEM)によって前正極活物質粒子粉末を観察した結果、大部分の二次粒子の形がほぼ球形若しくは、粒状であることが観測された。図5、6に示す。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例4で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下1200℃で3hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例5で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下750℃で12hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例6で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下1250℃で5hr焼成し、続けて600℃で10hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例7で得られた前駆体粒子粉末と水酸化リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下650℃で15hr焼成し、続けて700℃で5hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例8で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下1300℃で3hr焼成し、続けて500℃で20hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例9で得られた前駆体粒子粉末と水酸化リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下600℃で20hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例10で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウム、硝酸アルミニウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、空気流通下850℃で10hr焼成し、続けて550℃で3hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
ICP分析の結果、それぞれモル比でNi:Mn:Al=23.9:75.1:1.0であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例11で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下800℃で12hr焼成し、続けて550℃で3hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例12で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下900℃で8hr焼成し、続けて550℃で3hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例13で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下950℃で10hr焼成し、続けて600℃で5hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例14で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下900℃で10hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例15で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、空気流通下800℃で10hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例16で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下850℃で10hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
比較例1で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下1150℃で5hr焼成し、続けて600℃で3hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
比較例2で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下1100℃で5hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
比較例3で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下900℃で10hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
比較例4で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、空気流通下850℃で10hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
比較例5で得られた前駆体粒子粉末と水酸化リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下750℃で10hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
比較例6で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下800℃で10hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物であることが観察され、ほぼ単相であった。
その他、分析結果は表2に示す。
比較例7で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下900℃で8hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、スピネル型構造を有する化合物及び酸化ニッケルであることが観察された。
その他、分析結果は表2に示す。
実施例1で得られた前駆体粒子粉末と炭酸リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、酸素流通下750℃で8hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
X線回折測定の結果、得られた正極活物質粒子粉末は、α−NaFeO2型構造に属する結晶系を有する化合物であった。図2にX線回折図を示す。
その他、分析結果は表2に示す。
比較例8で得られた前駆体粒子粉末と水酸化リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、空気流通下850℃で8hr焼成し、続けて550℃で4hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
その他、分析結果は表2に示す。
比較例9で得られた前駆体粒子粉末と水酸化リチウムを秤量し、十分に混合した。これを電気炉を用いて、空気流通下850℃で8hr焼成し、続けて550℃で4hr焼成し、正極活物質粒子粉末を得た。
その他、分析結果は表2に示す。
Claims (7)
- 少なくともLi及びNi、Mnを含有するスピネル型構造を有する化合物からなる正極活物質粒子粉末の前駆体粒子粉末であって、少なくともNi及びMnを含有する複合炭酸塩を主成分とする前駆体粒子粉末であり、該前駆体粒子粉末のNi含有量は3〜18wt%、Na含有量は0.05〜1.5wt%、S含有量は0.0005〜0.12wt%であり、Na含有量とS含有量の和が0.07〜1.6wt%であることを特徴とする前駆体粒子粉末。
- 複合炭酸塩がNixMn1−xCO3(xの範囲が0.1≦x≦0.46)である請求項1記載の前駆体粒子粉末。
- 少なくともLi及びNi、Mnを含有するスピネル型構造を有する化合物からなる正極活物質粒子粉末であり、該正極活物質粒子粉末のLi含有量はモル比でLi/(Ni+Mn)が0.3〜0.65であって、Ni含有量は5〜25wt%、Na含有量は0.05〜1.9wt%、S含有量は0.0005〜0.16wt%であり、Na含有量とS含有量の和が0.09〜1.9005wt%であることを特徴とする正極活物質粒子粉末。
- スピネル型構造を有する化合物が、LiNixMn2-xO4(xの範囲が0.2≦x≦0.92)である請求項3記載の正極活物質粒子粉末。
- BET法による比表面積が0.05〜20m2/gである請求項3又は4に記載の正極活物質粒子粉末。
- 一次粒子が凝集した二次粒子からなる正極活物質粒子粉末であって、平均二次粒子径が1〜50μmであることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の正極活物質粒子粉末。
- 請求項3〜6のいずれかに記載の正極活物質粒子粉末を含有する正極を用いたことを特徴とする非水電解質二次電池。
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