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JP2008123822A - Electrode material, manufacturing method therefor, and nonaqueous lithium secondary battery - Google Patents

Electrode material, manufacturing method therefor, and nonaqueous lithium secondary battery Download PDF

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JP2008123822A
JP2008123822A JP2006306014A JP2006306014A JP2008123822A JP 2008123822 A JP2008123822 A JP 2008123822A JP 2006306014 A JP2006306014 A JP 2006306014A JP 2006306014 A JP2006306014 A JP 2006306014A JP 2008123822 A JP2008123822 A JP 2008123822A
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Japan
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electrode material
active material
positive electrode
less
vanadium oxide
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Application number
JP2006306014A
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Japanese (ja)
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Satoko Kaneko
聡子 金子
Masahiko Taniguchi
雅彦 谷口
Asao Iwata
麻男 岩田
Ryuji Shiozaki
竜二 塩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method of a residual sulfur amount in the active material for a positive electrode material of a lithium secondary battery synthesized using a sulfur compound. <P>SOLUTION: An active material usable for a positive electrode material is synthesized by suspending vanadium oxide, lithium compound, such as lithium sulfide, and contained sulfur organics in water, for heated reflux. Here, residual sulfur which is a subproduct in the active material is controlled by a depressure at depressure condensation during a manufacturing process. By controlling the amount of residual sulfur compound to be less than 1.6 wt.%, by making the pressure to be less than 21.00 kPa, the capacitance keeping rate at 10th cycle with a lithium secondary battery is maintained high. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はリチウム二次電池の技術に関し、特に、非水系リチウム二次電池及びその正極材料等に適用して有効な技術である。   The present invention relates to a technology of a lithium secondary battery, and is particularly effective when applied to a non-aqueous lithium secondary battery and a positive electrode material thereof.

以下に説明する技術は、本発明を完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。   The technology described below has been studied by the present inventors in completing the present invention, and the outline thereof is as follows.

従来の非水系リチウム二次電池は、正極としてコバルト酸リチウムやマンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウムを用いていた。その容量は、理論的に活物質当り137mAh/g、148mAh/g、198mAh/gと200mAh/gを越えることはなかった。   Conventional non-aqueous lithium secondary batteries use lithium cobaltate, lithium manganate, or lithium nickelate as the positive electrode. The capacity theoretically did not exceed 137 mAh / g, 148 mAh / g, 198 mAh / g and 200 mAh / g per active material.

そこで、多数の原子価を持ち、高容量のポテンシャルを持つバナジウム酸化物系材料を、リチウム二次電池の正極材料として使用する検討が進められている。しかし、かかる正極材料にはリチウムイオン供給源が含まれていないため、負極にリチウムイオン供給源を使う必要があり、その用途が一次電池、もしくは非常に電流量の低い二次電池に限られていた。   Therefore, studies are underway to use a vanadium oxide-based material having a large number of valences and a high capacity potential as a positive electrode material of a lithium secondary battery. However, since the positive electrode material does not include a lithium ion supply source, it is necessary to use a lithium ion supply source for the negative electrode, and its use is limited to a primary battery or a secondary battery with a very low current amount. It was.

さらに結晶性のバナジウム酸化物を正極材料に用いた場合には、高容量を取り出すために低原子価のバナジウムを利用すると、充放電に伴う結晶構造の崩壊が発生し、充放電サイクルの繰り返しによる容量の低下が発生した。   In addition, when crystalline vanadium oxide is used for the positive electrode material, if low-valent vanadium is used to extract a high capacity, the crystal structure collapses due to charge / discharge, resulting in repeated charge / discharge cycles. A decrease in capacity occurred.

かかる中、特許文献1に、五酸化バナジウム等の絶縁性の層状化合物の層間に、硫黄含有導電性ポリマー等の有機硫黄材料を挿入することで、層状化合物の結晶構造をある程度固定化して相変態を抑制し得ることが開示された。かかる方法により、層状化合物の容量特性を最大限に引き出すことができるのである。   Under such circumstances, in Patent Document 1, an organic sulfur material such as a sulfur-containing conductive polymer is inserted between layers of an insulating layered compound such as vanadium pentoxide, so that the crystal structure of the layered compound is fixed to a certain degree. It has been disclosed that it can be suppressed. By such a method, the capacity characteristics of the layered compound can be maximized.

さらに、かかる構成では、放電電位範囲を広げる絶縁性(非導電性)の有機硫黄化合物も層間に挿入されているため、例えばメルカプト基のプロトンが負極上で還元されて水素ガスが発生するといった事態が抑制できる等、高サイクル特性をも同時に達成できるとされている。
特開2005−285376号公報
Further, in such a configuration, an insulating (non-conductive) organic sulfur compound that extends the discharge potential range is also inserted between the layers, so that, for example, a proton of a mercapto group is reduced on the negative electrode to generate hydrogen gas. It is said that high cycle characteristics can be achieved at the same time.
JP 2005-285376 A

本発明者は、層長の短い微細結晶粒を所定の割合で含む新規な層状結晶性物質であるバナジウム酸化物を、正極の活物質として使用することで、リチウム二次電池の特性改善を著しく向上させることを見出した。   The present inventor has remarkably improved the characteristics of a lithium secondary battery by using vanadium oxide, which is a novel layered crystalline material containing fine crystal grains having a short layer length at a predetermined ratio, as an active material of the positive electrode. Found to improve.

しかし、かかる微細結晶粒を所定の割合で含む層状結晶性物質では、さらなるリチウム二次電池の特性改善を目的として、硫黄含有有機導電性ポリマー等の硫黄含有有機物を使用する場合がある。かかる硫黄含有有機物は製造段階で混入されるため、当然に、生成した層状結晶性物質には副生成物として硫黄化合物が含まれることとなる。   However, in a layered crystalline material containing such fine crystal grains in a predetermined ratio, a sulfur-containing organic material such as a sulfur-containing organic conductive polymer may be used for the purpose of further improving the characteristics of the lithium secondary battery. Since such a sulfur-containing organic substance is mixed in the production stage, naturally, the produced layered crystalline substance contains a sulfur compound as a by-product.

かかる残留硫黄化合物が必要以上に多く含まれると、充放電サイクル、あるいは容量の低下を来し、さらには材料特性のバラツキの原因をも引き起すことが判明した。残留硫黄分の多寡が、折角の新規な層状結晶性物質の効果を半減させることにつながるのである。本発明者は、かかる電極活物質として使用される層状結晶性物質中における硫黄残分を減らす技術の開発が必要と考えた。   It has been found that when such a residual sulfur compound is contained more than necessary, the charge / discharge cycle or capacity is lowered, and further, the cause of the variation in material characteristics is caused. The amount of residual sulfur content halves the effect of the novel layered crystalline material. The present inventor considered that it was necessary to develop a technique for reducing the sulfur residue in the layered crystalline material used as the electrode active material.

本発明の目的は、硫黄化合物を用いて合成する電極材料における残存硫黄量を制御する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for controlling the amount of residual sulfur in an electrode material synthesized using a sulfur compound.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

すなわち、硫黄化合物を用いて電極材料に使用する活物質を製造する際に、活物質溶液の濃縮圧力を調整することで、得られる活物質中の残存硫黄分を制御する。   That is, when manufacturing the active material used for electrode material using a sulfur compound, the residual sulfur content in the obtained active material is controlled by adjusting the concentration pressure of the active material solution.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

本発明では、電極材料として使用される活物質の特性に影響を与える残存硫黄分を、製造工程における濃縮圧力の調整により適正に制御することで除去することができる。   In the present invention, the residual sulfur that affects the characteristics of the active material used as the electrode material can be removed by appropriately controlling the concentration pressure in the production process.

本発明では、電極材料として使用される活物質の製造工程における濃縮圧力の調整により活物質中の残存硫黄分を制御できるので、活物質中の残存硫黄分の除去が容易に行える。   In the present invention, since the residual sulfur content in the active material can be controlled by adjusting the concentration pressure in the production process of the active material used as the electrode material, the residual sulfur content in the active material can be easily removed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明は、電極材料の製造に関する技術である。特に、非水系リチウム二次電池に使用する正極材料として使用可能な活物質に関し、製造に際して硫黄含有有機物を用いることによる活物質中の残存硫黄分を制御する技術である。かかる残存硫黄分は、製造に際しての活物質の濃縮段階で、濃縮圧力を制御することにより簡単に行うことができる。   The present invention is a technique related to the production of an electrode material. In particular, it relates to an active material that can be used as a positive electrode material used in a non-aqueous lithium secondary battery, and is a technique for controlling the residual sulfur content in the active material by using a sulfur-containing organic substance during production. Such residual sulfur content can be easily obtained by controlling the concentration pressure in the concentration step of the active material during production.

かかる非水系リチウム二次電池の正極材料に使用可能な活物質としては、広くは、周期律表第V族元素及び第VI族元素から選ばれる少なくとも1種の金属元素の酸化物を含むものが挙げられる。かかる金属酸化物としては、例えば、バナジウム酸化物(酸化バナジウム)、あるいは酸化ニオブを挙げることができる。特に、五酸化バナジウムが好ましい。   As an active material that can be used for the positive electrode material of such a non-aqueous lithium secondary battery, a material that includes an oxide of at least one metal element selected from Group V elements and Group VI elements in the periodic table is widely used. Can be mentioned. Examples of the metal oxide include vanadium oxide (vanadium oxide) and niobium oxide. In particular, vanadium pentoxide is preferable.

かかるバナジウム酸化物では、例えば、V2O5は、VO5を一単位とする5面体ユニットが2次元方向に共有結合で広がることで一つの層を形成している。この層と層とが積層することで全体として層状構造となる。 In such vanadium oxide, for example, V 2 O 5 forms one layer by spreading a pentahedral unit having VO 5 as a unit in a two-dimensional direction by a covalent bond. By laminating these layers, a layered structure is obtained as a whole.

本発明では、かかる層状結晶性物質を、層状結晶構造を保ったままマクロ的にアモルファス化することで、層状結晶性物質の層長を短く(微細化)するのである。例えば、層長が長い層状結晶状態が、分断されて層長の短い層状結晶状態が出現するのである。   In the present invention, the layer length of the layered crystalline substance is shortened (miniaturized) by making the layered crystalline substance macroscopically amorphous while maintaining the layered crystal structure. For example, a layered crystal state having a long layer length is divided and a layered crystal state having a short layer length appears.

かかる状態は、すべてがアモルファス状態になっていては実現できない構造である。アモルファス化の進行状態を、途中で止めることにより、上記状態、すなわち層長の短い層状結晶状態が存在できるようになるのである。   Such a state is a structure that cannot be realized if all are in an amorphous state. By stopping the progress of the amorphization halfway, the above state, that is, a layered crystal state having a short layer length can exist.

マクロ的にアモルファス化するとは、かかる層状結晶性物質の状態が、nm以下のオーダーの観察が行えるミクロ的な視点では、層長が30nm以下の結晶構造のみ、もしくはかかる結晶構造とアモルファス構造とが共存している状態が確認されるが、かかる状態を、nmより大きいμmオーダーの観察しか行えないマクロ的な視点から見た場合には、結晶構造がランダムに配列したアモルファス構造が観察される状態をいう。   Macroscopic amorphization means that the state of the layered crystalline material is such that only a crystal structure with a layer length of 30 nm or less, or such a crystal structure and an amorphous structure, can be observed on the order of nm or less. A coexisting state is confirmed, but when this state is viewed from a macro point of view that can only observe μm order larger than nm, an amorphous structure with randomly arranged crystal structures is observed Say.

より具体的には、図1にこの状態を模式的に示すように、微細結晶粒の層長L1が0を含まずに、好ましくは1nm以上、30nm以下の範囲に入っていればよいのである。   More specifically, as schematically shown in FIG. 1, the layer length L1 of the fine crystal grains does not include 0, and preferably falls within the range of 1 nm or more and 30 nm or less. .

かかる層状結晶状態は、層間へのリチウムイオンの出入りという観点から、層状結晶が1nm未満であるとリチウムイオンのドープ、脱ドープが難しくなり、高容量を取り出し難くなる。逆に30nmを超えると充放電に伴う結晶構造の崩壊が起こり、サイクル特性が悪くなる。そこで、層長は、0を含まない30nm以下、好ましくは1nm以上30nm以下、より好ましくは、層長が5nm以上25nm以下であればよい。   In the layered crystal state, when the layered crystal is less than 1 nm from the viewpoint of entering and exiting lithium ions between layers, it is difficult to dope and dedope lithium ions, and it is difficult to take out a high capacity. On the other hand, if it exceeds 30 nm, the crystal structure collapses due to charge / discharge, resulting in poor cycle characteristics. Therefore, the layer length does not include 0 and is 30 nm or less, preferably 1 nm or more and 30 nm or less, more preferably 5 nm or more and 25 nm or less.

その結果、層間へのリチウムイオンの出入りに関係する経路(パス)が短くなるのである。かかる構成をとることにより、バナジウム酸化物の層間へのリチウムイオンの出入りがし易くなり、放電容量、サイクル特性等が向上するのである。
図2に示すように、層長L2が長い状態では、短い層長L1の場合に比べて、リチウムイオンの層間への出入りが行い難いのである。
As a result, the path related to the entry / exit of lithium ions between layers is shortened. By adopting such a configuration, it becomes easy for lithium ions to enter and exit between the vanadium oxide layers, and the discharge capacity, cycle characteristics, and the like are improved.
As shown in FIG. 2, in the state where the layer length L2 is long, it is difficult for lithium ions to enter and exit between the layers as compared with the case where the layer length L1 is short.

尚、バナジウム酸化物の微細結晶粒が0を含まない30nm以下の層状結晶構造は、バナジウム酸化物の断面において面積率が30%以上占めていればよい。面積率が100%の場合には、既にアモルファス状態は存在せず、層状結晶状態のみとなる。0を含まない30nm以下の層状結晶は、勿論、100%あっても有効である。   Note that the layered crystal structure of 30 nm or less in which the fine crystal grains of vanadium oxide do not contain 0 may occupy an area ratio of 30% or more in the cross section of the vanadium oxide. When the area ratio is 100%, the amorphous state does not already exist, and only the layered crystal state is obtained. Of course, a layered crystal of 30 nm or less that does not contain 0 is effective even if it is 100%.

また、上記のような層状結晶構造を有する五酸化バナジウム等の金属酸化物には、リチウムイオンがドープされている。リチウムイオンは、金属酸化物に対し、モル比で0.1〜6の割合でドープされることが好ましい。リチウムイオンのドープ量がモル比で0.1未満であると、ドープ効果が充分に発揮されず、他方リチウムイオンのドープ量が6を超えると、金属酸化物が金属にまで還元されてしまうおそれがあるため好ましくない。   Moreover, lithium ions are doped in metal oxides such as vanadium pentoxide having the above layered crystal structure. The lithium ions are preferably doped at a molar ratio of 0.1 to 6 with respect to the metal oxide. If the doping amount of lithium ions is less than 0.1 in terms of molar ratio, the doping effect is not sufficiently exhibited, and if the doping amount of lithium ions exceeds 6, the metal oxide may be reduced to metal. Therefore, it is not preferable.

尚、本発明では、ドープとは、吸蔵、担持、吸着または挿入を意味し、正極等の電極活物質にリチウムイオンが入る現象を意味する。   In the present invention, dope means occlusion, support, adsorption or insertion, and means a phenomenon in which lithium ions enter an electrode active material such as a positive electrode.

さらに、かかる活物質には、製造時に硫黄含有有機物として硫黄含有導電性ポリマーが含まれている。かかる硫黄含有導電性ポリマーは、レドックス活性を有するものであり、硫黄を含有するものである。かかる硫黄含有導電性ポリマーとしては、図3に示す化学構造式(I)の繰り返し構造を有するポリチオフェン化合物を用いることができる。   Further, the active material contains a sulfur-containing conductive polymer as a sulfur-containing organic substance at the time of production. Such a sulfur-containing conductive polymer has redox activity and contains sulfur. As such a sulfur-containing conductive polymer, a polythiophene compound having a repeating structure of the chemical structural formula (I) shown in FIG. 3 can be used.

かかるポリチオフェン化合物は、図4の化学構造式(II)に示すチオフェン化合物を単量体(モノマー)として用いて合成することができる。好ましくは、図4に示すチオフェン化合物のうち、図5に構造式を示す3,4−エチレンジオキシチオフェンを用いて、図3に示すポリチオフェン化合物をPEDOTと略記するポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)として合成すればよい。   Such a polythiophene compound can be synthesized using a thiophene compound represented by the chemical structural formula (II) in FIG. 4 as a monomer. Preferably, among the thiophene compounds shown in FIG. 4, 3,4-ethylenedioxythiophene, whose structural formula is shown in FIG. 5, is used, and the polythiophene compound shown in FIG. 3 is abbreviated as PEDOT. Oxythiophene) may be synthesized.

詳細は不明であるが、硫黄含有導電性ポリマーに対応するモノマーが存在している場合、このモノマーが酸素阻害剤として反応系の酸素濃度を一定とし、生成するリチウムイオンドープアモルファス金属酸化物の構造を制御すると考えられる。しかし、反応終了時の硫黄含有導電性ポリマーは活物質としての性能が低いため、最終生成物においては、それを減圧濃縮等で取り除くことによって活物質の性能が向上すると考えられる。   The details are unknown, but when a monomer corresponding to the sulfur-containing conductive polymer is present, this monomer serves as an oxygen inhibitor, the oxygen concentration of the reaction system is kept constant, and the structure of the lithium ion-doped amorphous metal oxide that is produced It is thought to control. However, since the sulfur-containing conductive polymer at the end of the reaction has low performance as an active material, it is considered that the performance of the active material is improved by removing the final product by vacuum concentration or the like.

本発明の製造技術を適用する非水系リチウム二次電池用正極材料の活物質では、含まれる金属酸化物のX線回折パターンは、金属酸化物が、回折角2θ=5〜15°の範囲にピークを有している。   In the active material of the positive electrode material for a non-aqueous lithium secondary battery to which the manufacturing technology of the present invention is applied, the X-ray diffraction pattern of the metal oxide contained in the metal oxide has a diffraction angle in the range of 2θ = 5 to 15 °. Has a peak.

このようにして得られる活物質を、ポリフッ化ビニリデン(PDVF)等のバインダーと、好ましくは導電性粒子と共に混合して正極用の材料とし、これを導電性基体上に塗布すれば正極を作製することができる。非水系リチウム二次電池用正極材料の層は、例えば10〜100μmの厚さに形成すれば好ましい。   The active material thus obtained is mixed with a binder such as polyvinylidene fluoride (PDVF), preferably with conductive particles, to form a positive electrode material, which is coated on a conductive substrate to produce a positive electrode. be able to. The layer of the positive electrode material for a non-aqueous lithium secondary battery is preferably formed to a thickness of, for example, 10 to 100 μm.

また、上記導電性粒子としては、導電性カーボン(ケッチェンブラック等の導電性カーボン等)、銅、鉄、銀、ニッケル、パラジウム、金、白金、インジウム、タングステン等の金属、酸化インジウム、酸化スズ等の導電性金属酸化物等を挙げることができる。かかる導電性粒子は、上記金属酸化物の重量の1〜30%の割合で含まれていれば好ましい。   The conductive particles include conductive carbon (conductive carbon such as ketjen black), copper, iron, silver, nickel, palladium, gold, platinum, indium, tungsten, and other metals, indium oxide, tin oxide. And the like, and the like. Such conductive particles are preferably contained in a proportion of 1 to 30% of the weight of the metal oxide.

さらに、正極材料層を支持する基体(集電体)には、少なくとも正極材料と接する表面において導電性を示す導電性基体が使用される。かかる基体は、金属、導電性金属酸化物、導電性カーボン等の導電性材料で形成することができる。特に、銅、金、アルミニウムもしくはそれらの合金または導電性カーボンで形成することが好ましい。あるいは、基体には、非導電性材料で形成された基体本体を、導電性材料で被覆した構成を有していても構わない。   Furthermore, a conductive substrate that exhibits conductivity at least on the surface in contact with the positive electrode material is used as the base (current collector) that supports the positive electrode material layer. Such a substrate can be formed of a conductive material such as metal, conductive metal oxide, or conductive carbon. In particular, it is preferable to form with copper, gold | metal | money, aluminum, those alloys, or conductive carbon. Alternatively, the base may have a configuration in which a base body formed of a non-conductive material is covered with a conductive material.

かかる非水系リチウム二次電池の正極材料として使用可能な活物質は、図6のフロー図に示すような製造工程を経て製造される。   An active material that can be used as a positive electrode material of such a non-aqueous lithium secondary battery is manufactured through a manufacturing process as shown in the flowchart of FIG.

すなわち、図6に示すように、ステップS100で、非水系リチウム二次電池の正極材料用の活物質を合成する。所要の材料を水に混合して、所定時間還流することでかかる合成を行う。   That is, as shown in FIG. 6, in step S100, an active material for the positive electrode material of the non-aqueous lithium secondary battery is synthesized. This synthesis is performed by mixing the required materials with water and refluxing for a predetermined time.

このようにして合成した正極材料用の活物質の懸濁液を、ステップS200で濃縮する。かかる濃縮に際しては、減圧濃縮を行い、その際に減圧する圧力を適切に調節することで、その後に生成される正極材料用の活物質の残存硫黄分の制御を行う。本発明者は、かかるステップS200の減圧圧力の調整の仕方如何で、生成される正極材料用の活物質の残存硫黄分が異なることを見出した。   The active material suspension for the positive electrode material thus synthesized is concentrated in step S200. At the time of such concentration, concentration under reduced pressure is performed, and the residual sulfur content of the active material for the positive electrode material produced thereafter is controlled by appropriately adjusting the pressure at which the pressure is reduced. The present inventor has found that the residual sulfur content of the active material for the positive electrode material to be produced differs depending on how to adjust the reduced pressure in step S200.

後記する実施例で詳細に説明するが、21.00kPa未満であれば、上記正極材料として使用可能な電極材料の活物質中の残存硫黄分を、1.6wt%未満に調整し得る。より好ましくは、19.00kPa未満であればよく、確実に残存硫黄分を1.4wt%以下に制御して除去することができる。   As will be described in detail in Examples described later, if it is less than 21.00 kPa, the residual sulfur content in the active material of the electrode material that can be used as the positive electrode material can be adjusted to less than 1.6 wt%. More preferably, it may be less than 19.00 kPa, and the residual sulfur content can be reliably removed to be controlled to 1.4 wt% or less.

下限は、0.01kPa以上であればよい。21.00kPa以上では実質的に硫黄分が除去しにくく、0.01kPa未満では実際的な圧力設定が行い難いのである。すなわち、広くは0.01kPa以上、21.00kPa未満が好ましい。   The lower limit may be 0.01 kPa or more. At 21.00 kPa or more, the sulfur content is substantially difficult to remove, and when it is less than 0.01 kPa, it is difficult to set the actual pressure. That is, it is generally preferably 0.01 kPa or more and less than 21.00 kPa.

その後、ステップS300で、真空乾燥して固化させる。乾燥温度は、30℃以上、250℃未満で行えばよい。30℃未満では、実質的に乾燥させることができない。また、250℃以上では、結晶構造が変化してしまう。固化させた後は、ステップS400でボールミル等により所定粒径に粉砕し、ステップS500で篩い分けを行って分級し、正極材料粉末を製造すればよい。   Thereafter, in step S300, vacuum drying and solidification are performed. The drying temperature may be 30 ° C. or more and less than 250 ° C. If it is less than 30 degreeC, it cannot be dried substantially. Further, at 250 ° C. or higher, the crystal structure changes. After solidification, the positive electrode material powder may be produced by pulverizing to a predetermined particle size by a ball mill or the like in step S400, and performing sieving and classification in step S500.

かかる活物質を用いて正極を形成することで、非水系リチウム二次電池を構成することができる。非水系リチウム二次電池は、上記正極と、負極と、上記正極と負極の間に配置された電解質層を備えた構成である。   By forming a positive electrode using such an active material, a non-aqueous lithium secondary battery can be configured. The non-aqueous lithium secondary battery includes the positive electrode, the negative electrode, and an electrolyte layer disposed between the positive electrode and the negative electrode.

かかる構成の非水系リチウム二次電池において、負極は、通常使用されているリチウム系材料で形成することができる。かかるリチウム系材料としては、金属リチウムやリチウム合金(例えばLi-Al合金)のようなリチウム系金属材料、スズやケイ素のような金属とリチウム金属との金属間化合物材料、窒化リチウムのようなリチウム化合物、またはリチウムイオンをドープ、脱ドープ可能な炭素材料を挙げることができる。   In the non-aqueous lithium secondary battery having such a configuration, the negative electrode can be formed of a commonly used lithium-based material. Such lithium-based materials include lithium-based metal materials such as metallic lithium and lithium alloys (for example, Li-Al alloys), intermetallic compound materials of metals such as tin and silicon and lithium metals, and lithium such as lithium nitride. Examples thereof include carbon materials that can be doped or dedoped with a compound or lithium ion.

また、電解質としては、CF3SO3Li、C4F9SO8Li、(CF3SO2)2NLi、(CF3SO2)3CLi、LiBF4、LiPF6、LiClO4等のリチウム塩を使用することができる。かかる電解質を溶解する溶媒は非水系溶媒である。 As electrolytes, lithium salts such as CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 8 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (CF 3 SO 2 ) 3 CLi, LiBF 4 , LiPF 6 , LiClO 4, etc. Can be used. The solvent that dissolves the electrolyte is a non-aqueous solvent.

非水系溶媒としては、鎖状カーボネート、環状カーボネート、環状エステル、ニトリル化合物、酸無水物、アミド化合物、ホスフェート化合物、アミン化合物等が挙げられる。さらに、非水系溶媒の具体例を挙げると、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、n−メチルピロリジノン、N,N’ −ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、あるいはプロピレンカーボネートとジメトキシエタンとの混合物、スルホランとテトラヒドロフランとの混合物等である。   Examples of non-aqueous solvents include chain carbonates, cyclic carbonates, cyclic esters, nitrile compounds, acid anhydrides, amide compounds, phosphate compounds, amine compounds, and the like. Furthermore, specific examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate, dimethoxyethane, γ-butyrolactone, n-methylpyrrolidinone, N, N′-dimethylacetamide, acetonitrile, or propylene carbonate. A mixture of dimethoxyethane, a mixture of sulfolane and tetrahydrofuran, and the like.

正極と負極との間に介挿される電解質層としては、上記電解質の非水系溶媒中の溶液であってもよいし、この電解質溶液を含むポリマーゲル(ポリマーゲル電解質)であってもよい。   The electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode may be a solution of the electrolyte in a non-aqueous solvent or a polymer gel (polymer gel electrolyte) containing the electrolyte solution.

かかるリチウム二次電池としては、例えば、図7に示すような構成を挙げることができる。すなわち、非水系リチウム二次電池10は、正極1と、負極2とが電解質層3を介して対峙させられている。正極1は、所定量の層状結晶構造を有した正極活物質1aと、集電体として機能する基体1bとから構成されている。基体1b面には、図7に示すように、正極活物質1aの層が設けられている。   An example of such a lithium secondary battery is a configuration as shown in FIG. That is, in the nonaqueous lithium secondary battery 10, the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are opposed to each other through the electrolyte layer 3. The positive electrode 1 is composed of a positive electrode active material 1a having a predetermined amount of a layered crystal structure and a base 1b that functions as a current collector. As shown in FIG. 7, a layer of the positive electrode active material 1a is provided on the surface of the base 1b.

同様に、負極2は、負極活物質2aと、集電体としての基体2bから構成され、基体2b面には、負極活物質2aの層が設けられている。かかる正極1と負極2とは、互いに電解質層3を間に挟んで対向させられている。   Similarly, the negative electrode 2 includes a negative electrode active material 2a and a base 2b as a current collector, and a layer of the negative electrode active material 2a is provided on the surface of the base 2b. The positive electrode 1 and the negative electrode 2 are opposed to each other with the electrolyte layer 3 interposed therebetween.

以下、実施例に基づき、減圧濃縮時の減圧圧力を調節することで、製造される正極材料として使用可能な電極材料の活物質中の残存硫黄量を制御する本発明について説明する。   Hereinafter, the present invention for controlling the amount of residual sulfur in an active material of an electrode material that can be used as a positive electrode material to be produced by adjusting the reduced pressure during concentration under reduced pressure will be described based on Examples.

(実施例1)
本実施例では、前記酸化物として、例えば五酸化バナジウム(V2O5)を用いた。すなわち、五酸化バナジウム2.0gと、半モル量の硫化リチウム(Li2S)0.3gと、五酸化バナジウムに対して0.6モルの3,4-エチレンジオキシチオフェン(EDOT)1.0gとを、水50ml中に懸濁する。かかる懸濁液を、12時間加熱攪拌還流し、その溶液を75℃、10.67kPaの圧力で減圧濃縮して黒色の固体を得た。かかる活物質を100℃で真空乾燥した。
(Example 1)
In this example, vanadium pentoxide (V 2 O 5 ), for example, was used as the oxide. That is, 2.0 g of vanadium pentoxide, 0.3 g of a half molar amount of lithium sulfide (Li 2 S), and 0.6 g of 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) with respect to vanadium pentoxide, Suspend in 50 ml. The suspension was heated to reflux with stirring for 12 hours, and the solution was concentrated under reduced pressure at 75 ° C. and a pressure of 10.67 kPa to obtain a black solid. The active material was vacuum dried at 100 ° C.

真空乾燥後、活物質のX線回析を行った。その結果は、図8(a)に示すように、2θ=10°付近にピークが観測された。実施例1の活物質は、アモルファス化された材料であることが確認された。ICP分析により、アモルファス化された生成物には、リチウムイオンが取り込まれていることが確認された。   After vacuum drying, X-ray diffraction of the active material was performed. As a result, as shown in FIG. 8A, a peak was observed in the vicinity of 2θ = 10 °. It was confirmed that the active material of Example 1 was an amorphous material. ICP analysis confirmed that lithium ions were incorporated into the amorphized product.

得られた活物質を透型電子顕微鏡で観察したところ、層長が5nm以上、25nm以下の微細結晶粒が面積率で99%得られていることが確認された。   When the obtained active material was observed with a transmission electron microscope, it was confirmed that 99% of fine crystal grains having a layer length of 5 nm or more and 25 nm or less were obtained.

尚、上記活物質を、250℃で真空乾燥を12時間行うと、図8(b)に示すように、上記活物質とは異なるピークを示し、層長が30nmを超える層状結晶であることが確認された。従って、前記の如く減圧をも含めて、本発明に係る電極材料で使用する活物質の製造に際しては、250℃未満の温度で行うことが必要である。図8(b)には、参照用にバナジン酸リチウムのピークも示した。   When the active material is vacuum-dried at 250 ° C. for 12 hours, as shown in FIG. 8B, the active material shows a peak different from that of the active material, and the layer length is more than 30 nm. confirmed. Therefore, the production of the active material used in the electrode material according to the present invention including decompression as described above must be performed at a temperature of less than 250 ° C. FIG. 8B also shows a peak of lithium vanadate for reference.

また、活物質中の残存硫黄の量は、元素分析により測定した。測定結果は、図9に示すように、0.2wt%であった。   The amount of residual sulfur in the active material was measured by elemental analysis. The measurement result was 0.2 wt% as shown in FIG.

かかる活物質からなる正極材料粉末を粉砕し、続いて篩い分けを行うことで分級した。正極材料粉末70 wt%、導電性カーボンブラック20wt%、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)10wt%と混合し、溶媒としてN-メチルピロリドン(NMP)を用いてスラリーにした。かかるスラリーは、ドクターブレード法によって、導電性基体(集電体)として使用するAl箔上にコーティングを行い、正極を作製した。   The positive electrode material powder made of such an active material was pulverized and subsequently classified by sieving. A positive electrode material powder of 70 wt%, conductive carbon black of 20 wt%, and polyvinylidene fluoride (PVDF) of 10 wt% were mixed and slurried using N-methylpyrrolidone (NMP) as a solvent. The slurry was coated on an Al foil used as a conductive substrate (current collector) by a doctor blade method to produce a positive electrode.

かかる正極を用い、電解液として1Mの LiBF4をEC:DEC=1:3の混合溶媒に溶解したものを用い、負極には金属リチウムを用いてリチウム二次電池を組み立てた。 A lithium secondary battery was assembled using such a positive electrode, using 1M LiBF 4 dissolved in a mixed solvent of EC: DEC = 1: 3 as an electrolyte, and using metallic lithium for the negative electrode.

0.1C放電にて、充放電評価を行った。その放電試験の結果を、図9に示す。初期容量は活物質あたり392mAh/gとなり、10サイクル後の容量維持率は94%であった。   Charging / discharging evaluation was performed at 0.1 C discharge. The result of the discharge test is shown in FIG. The initial capacity was 392 mAh / g per active material, and the capacity retention rate after 10 cycles was 94%.

(実施例2)
本実施例では、図6に示すステップS200で減圧濃縮の圧力を13.33kPaにして、その他は前記実施例1と同様の方法で活物質を製造した。かかる活物質は、元素分析の結果は、図9に示すように、硫黄を0.6wt%含んでいた。
(Example 2)
In the present example, the active material was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the vacuum concentration pressure was 13.33 kPa in step S200 shown in FIG. As a result of elemental analysis, the active material contained 0.6 wt% sulfur as shown in FIG.

かかる活物質からなる正極材料粉末を用いて、実施例1と同様に正極を作製し、充放電評価に供した。その放電試験の結果を図9に示す。実施例1と同様、初期容量は活物質あたり385mAh/gとなり、10サイクル後の容量維持率は90%であった。   Using the positive electrode material powder made of such an active material, a positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 and subjected to charge / discharge evaluation. The result of the discharge test is shown in FIG. Similar to Example 1, the initial capacity was 385 mAh / g per active material, and the capacity retention rate after 10 cycles was 90%.

(実施例3)
本実施例では、図6に示すステップS200での減圧濃縮圧力を16.00kPaにして、その他は前記実施例1と同様の方法で正極材料を製造した。かかる活物質は、図9に示すように、元素分析の結果、硫黄を0.8wt%含んでいた。
(Example 3)
In this example, the positive electrode material was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the vacuum concentration pressure in step S200 shown in FIG. As shown in FIG. 9, the active material contained 0.8 wt% sulfur as a result of elemental analysis.

かかる正極を用いて、実施例1と同様に正極を作製し、充放電評価に供した。その放電試験の結果を図9に示す。初期容量は活物質あたり382mAh/gとなり、10サイクル後の容量維持率は91%であった。   Using this positive electrode, a positive electrode was produced in the same manner as in Example 1, and subjected to charge / discharge evaluation. The result of the discharge test is shown in FIG. The initial capacity was 382 mAh / g per active material, and the capacity retention rate after 10 cycles was 91%.

(実施例4)
本実施例では、図6に示すステップS200での減圧濃縮圧力を18.67kPaにして、その他は前記実施例1と同様の方法で正極材料用の活物質を製造した。かかる活物質は、図9に示すように、元素分析の結果、硫黄を1.4wt%含んでいた。
Example 4
In this example, the active material for the positive electrode material was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the vacuum concentration pressure in step S200 shown in FIG. 6 was 18.67 kPa. As shown in FIG. 9, the active material contained 1.4 wt% sulfur as a result of elemental analysis.

かかる活物質からなる正極材料粉末を用いて、実施例1と同様に正極を作製し、充放電評価に供した。その放電試験の結果を図9に示す。初期容量は活物質あたり388mAh/g となり、10サイクル後の容量維持率は87%であった。   Using the positive electrode material powder composed of such an active material, a positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 and subjected to charge / discharge evaluation. The result of the discharge test is shown in FIG. The initial capacity was 388 mAh / g per active material, and the capacity retention rate after 10 cycles was 87%.

(実施例5)
本実施例では、正極材料用の活物質の合成に際して、実施例1で使用した硫化リチウムを水酸化リチウムに変えて行った。それ以外は、実施例1と同様である。図6に示す製造フローのステップS200の減圧濃縮圧力を、10.67kPaにした。活物質は、図9に示すように、元素分析の結果、硫黄を0.9wt%含んでいた。
(Example 5)
In this example, when the active material for the positive electrode material was synthesized, the lithium sulfide used in Example 1 was changed to lithium hydroxide. The rest is the same as in the first embodiment. The vacuum concentration pressure in step S200 of the manufacturing flow shown in FIG. 6 was set to 10.67 kPa. As shown in FIG. 9, the active material contained 0.9 wt% sulfur as a result of elemental analysis.

かかる活物質からなる正極材料粉末を用いて実施例1と同様にして正極を作製し、充放電評価を行った。その放電試験の結果を、図9に示す。初期容量は活物質あたり386mAh/gとなり、10サイクル後の容量維持率は91%であった。   A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 using the positive electrode material powder made of such an active material, and charge / discharge evaluation was performed. The result of the discharge test is shown in FIG. The initial capacity was 386 mAh / g per active material, and the capacity retention rate after 10 cycles was 91%.

(実施例6)
本実施例では、図6に示す製造フローのステップS200の減圧濃縮圧力を、4.00kPaにして、その他は前記実施例1と同様の方法で正極材料を製造した。活物質は、図9に示すように、元素分析の結果、硫黄を1.0wt%含んでいた。
(Example 6)
In this example, the positive electrode material was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the vacuum concentration pressure in step S200 of the manufacturing flow shown in FIG. As shown in FIG. 9, the active material contained 1.0 wt% sulfur as a result of elemental analysis.

かかる活物質からなる正極材料粉末を用いて実施例1と同様にして正極を作製し、充放電評価を行った。その放電試験の結果を、図9に示す。初期容量は活物質あたり380mAh/gとなり、10サイクル後の容量維持率は94%であった。   A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 using the positive electrode material powder made of such an active material, and charge / discharge evaluation was performed. The result of the discharge test is shown in FIG. The initial capacity was 380 mAh / g per active material, and the capacity retention rate after 10 cycles was 94%.

(比較例1)
比較例1では、図6に示すステップS200の減圧濃縮圧力を21.33kPaにした他は、前記実施例1と同様にして正極材用の活物質を製造した。活物質は元素分析の結果、図9に示すように、硫黄を1.6wt%含んでいた。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a positive electrode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that the vacuum concentration pressure in Step S200 shown in FIG. 6 was 21.33 kPa. As a result of elemental analysis, the active material contained 1.6 wt% sulfur as shown in FIG.

かかる活物質からなる正極材料粉末を用いて、実施例1と同様にして正極を作製し、充放電評価を行った。その放電試験の結果を、図9に示す。初期容量は活物質あたり354mAh/gとなり実施例1と比べて低く、サイクル数に応じて容量が低下し続け、実施例1のような良好なサイクル特性は得られなかった。10サイクル後の容量維持率は82%であった。   Using the positive electrode material powder made of such an active material, a positive electrode was produced in the same manner as in Example 1, and charge / discharge evaluation was performed. The result of the discharge test is shown in FIG. The initial capacity was 354 mAh / g per active material, which was lower than that of Example 1. The capacity continued to decrease according to the number of cycles, and good cycle characteristics as in Example 1 were not obtained. The capacity retention rate after 10 cycles was 82%.

(比較例2)
比較例2では、図6に示すステップS200の減圧濃縮圧力を24.00kPaにした他は、前記実施例1と同様にして活物質を製造した。活物質は元素分析の結果、図9に示すように、硫黄を1.9wt%含んでいた。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, an active material was produced in the same manner as in Example 1 except that the vacuum concentration pressure in Step S200 shown in FIG. 6 was 24.00 kPa. As a result of elemental analysis, the active material contained 1.9 wt% sulfur as shown in FIG.

かかる活物質からなる正極材料粉末を用いて、実施例1と同様に正極を作製し、充放電評価を行った。その放電試験の結果を、図9に示す。初期容量は活物質あたり366mAh/g となり実施例1と比べて低く、サイクル数に応じて容量が低下し続け、実施例1のような良好なサイクル特性は得られなかった。10サイクル後の容量維持率は77%であった。   Using the positive electrode material powder composed of such an active material, a positive electrode was produced in the same manner as in Example 1, and charge / discharge evaluation was performed. The result of the discharge test is shown in FIG. The initial capacity was 366 mAh / g per active material, which was lower than that in Example 1. The capacity continued to decrease according to the number of cycles, and good cycle characteristics as in Example 1 were not obtained. The capacity retention rate after 10 cycles was 77%.

以上の実施例1〜6、比較例1、2から、図9に示すように、減圧濃縮時の圧力が21.33kPa未満であれば、上記正極材料の残存硫黄分を、1.6wt%未満に調整し得ることが確認された。より好ましくは、18.67kPa以下であれば、確実に残存硫黄分を1.4wt%以下に設定することができる。   From Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, as shown in FIG. 9, if the pressure during vacuum concentration is less than 21.33 kPa, the residual sulfur content of the positive electrode material is adjusted to less than 1.6 wt%. It was confirmed that More preferably, if it is 18.67 kPa or less, the residual sulfur content can be reliably set to 1.4 wt% or less.

また、減圧濃縮時の圧力を19.00kPa未満に調整して、かかる残存硫黄分を1.4wt%以下に設定すれば、初期放電量を380 mAh/g以上とし、放電サイクルの10サイクル目での容量維持率を90%以上とすることができる。   In addition, if the pressure during vacuum concentration is adjusted to less than 19.00 kPa and the residual sulfur content is set to 1.4 wt% or less, the initial discharge amount is set to 380 mAh / g or more, and the capacity at the 10th cycle of the discharge cycle. The maintenance rate can be 90% or more.

しかし、減圧濃縮時の圧力を21.00kPa以上に調整して、残存硫黄分を1.6wt%を超える量とすると、初期放電容量は350〜360mAh/gとなり、10サイクル後の容量維持率も82、77%と低下する。   However, if the pressure during vacuum concentration is adjusted to 21.00 kPa or more and the residual sulfur content exceeds 1.6 wt%, the initial discharge capacity is 350 to 360 mAh / g, and the capacity maintenance rate after 10 cycles is 82, It decreases to 77%.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態、実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態、実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and does not depart from the spirit of the invention. It goes without saying that various changes can be made.

本発明は、特にリチウム二次電池の正極材料の分野有効に利用することができる。   The present invention can be effectively used particularly in the field of positive electrode materials for lithium secondary batteries.

本発明の層長の短い層状結晶構造を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the layered crystal structure with a short layer length of this invention. 本発明とは異なる層長の長い層状結晶構造を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the layered crystal structure with a long layer length different from this invention. 本発明を適用する正極材料の合成に使用することができる硫黄含有有機物のポリマー構造の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the polymer structure of the sulfur containing organic substance which can be used for the synthesis | combination of the positive electrode material to which this invention is applied. 本発明を適用する正極材料の合成で用いる硫黄含有有機物のポリマーで使用されるモノマーの一例を化学構造で示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the monomer used with the polymer of the sulfur containing organic substance used by the synthesis | combination of the positive electrode material to which this invention is applied with the chemical structure. 本発明を適用する正極材料の合成で用いる硫黄含有有機物のポリマーで使用される3,4−エチレンジオキシチオフェンの化学構造式を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the chemical structural formula of 3, 4- ethylene dioxythiophene used with the polymer of the sulfur containing organic substance used by the synthesis | combination of the positive electrode material to which this invention is applied. 本発明の製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of this invention. 本発明の適用が図れる非水系リチウム二次電池の概要構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a non-aqueous lithium secondary battery to which the present invention can be applied. (a)は本発明の正極材料のX線結晶回析の結果を示す説明図であり、(b)は250℃で真空乾燥を行った場合のX線結晶回析の結果とバナジン酸リチウムのピークを示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the result of the X-ray crystal diffraction of the positive electrode material of this invention, (b) is the result of the X-ray crystal diffraction at the time of vacuum-drying at 250 degreeC, and lithium vanadate. It is explanatory drawing which shows a peak. 本発明の実施例における正極材料の残存硫黄含量とその効果を、比較例に示す場合と比較対照した結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result which compared and contrasted the residual sulfur content and the effect of the positive electrode material in the Example of this invention with the case shown in a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

10 非水系リチウム二次電池
1 正極
1a 正極活物質
1b 基体(集電体)
2 負極
2a 負極活物質
2b 基体(集電体)
3 電解質層
L1 層長
L2 層長
10 Nonaqueous lithium secondary battery 1 Positive electrode 1a Positive electrode active material 1b Base (current collector)
2 Negative electrode 2a Negative electrode active material 2b Substrate (current collector)
3 Electrolyte layer
L1 layer length
L2 layer length

Claims (11)

硫黄含有有機物を用いて、バナジウム酸化物を活物質とする電極材料の製造方法であって、
活物質中の残存硫黄分を、前記活物質の製造における濃縮圧力で制御することを特徴とする電極材料の製造方法。
A method for producing an electrode material using a sulfur-containing organic substance and vanadium oxide as an active material,
A method for producing an electrode material, wherein a residual sulfur content in an active material is controlled by a concentration pressure in the production of the active material.
請求項1記載の電極材料の製造方法において、
前記濃縮圧力は、0.01kPa以上、21.00kPa未満であることを特徴とする電極材料の製造方法。
In the manufacturing method of the electrode material of Claim 1,
The method for producing an electrode material, wherein the concentration pressure is 0.01 kPa or more and less than 21.00 kPa.
請求項1または2のいずれか1項に記載の電極材料の製造方法において、
前記残存硫黄分は、1.6重量%未満であることを特徴とする電極材料の製造方法。
In the manufacturing method of the electrode material of any one of Claim 1 or 2,
The method for producing an electrode material, wherein the residual sulfur content is less than 1.6% by weight.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電極材料の製造方法において、
前記バナジウム酸化物の乾燥は、30℃以上、250℃未満で行うことを特徴とする電極材料の製造方法。
In the manufacturing method of the electrode material of any one of Claims 1-3,
The method for producing an electrode material, wherein the vanadium oxide is dried at 30 ° C. or higher and lower than 250 ° C.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の電極材料の製造方法において、
前記バナジウム酸化物は、製造段階で水によりリチウム化合物と混合され、リチウムイオンがドープされていることを特徴とする電極材料の製造方法。
In the manufacturing method of the electrode material of any one of Claims 1-4,
The method for producing an electrode material, wherein the vanadium oxide is mixed with a lithium compound with water at a production stage and doped with lithium ions.
リチウム二次電池におけるリチウムイオンがドープされたバナジウム酸化物を有する正極活物質として使用可能な電極材料であって、
前記電極材料における硫黄分は、1.6重量%未満であることを特徴とする電極材料。
An electrode material that can be used as a positive electrode active material having a vanadium oxide doped with lithium ions in a lithium secondary battery,
The electrode material, wherein a sulfur content in the electrode material is less than 1.6% by weight.
請求項6に記載の電極材料において、
前記バナジウム酸化物は、0を含まない30nm以下の層長の微細結晶粒を有することを特徴とする電極材料。
The electrode material according to claim 6,
The vanadium oxide has fine crystal grains having a layer length of 30 nm or less and not containing 0.
請求項6または7記載の電極材料において、
前記バナジウム酸化物は、アモルファス状態と、層状結晶状態とが、混在していることを特徴とする電極材料。
The electrode material according to claim 6 or 7,
An electrode material, wherein the vanadium oxide has an amorphous state and a layered crystal state mixed therein.
請求項7または8記載の電極材料において、
前記微細結晶粒は、前記バナジウム酸化物の断面で観察される面積率が30%以上、100%以下であることを特徴とする電極材料。
The electrode material according to claim 7 or 8,
The electrode material characterized in that the fine crystal grains have an area ratio of 30% or more and 100% or less observed in a cross section of the vanadium oxide.
請求項7〜9のいずれか1項に記載の電極材料において、
前記層状結晶状態は、250℃以上の温度で、前記微細結晶粒の層長が30nmを超えることを特徴とする電極材料。
The electrode material according to any one of claims 7 to 9,
The layered crystal state is an electrode material characterized in that the layer length of the fine crystal grains exceeds 30 nm at a temperature of 250 ° C. or higher.
リチウムイオンがドープされたバナジウム酸化物を有する正極が、非水系電解質を介して負極と対峙している非水系リチウム二次電池であって、
前記正極には、1.6重量%未満の硫黄分の前記バナジウム酸化物が設けられていることを特徴とする非水系リチウム二次電池。
The positive electrode having a vanadium oxide doped with lithium ions is a non-aqueous lithium secondary battery facing the negative electrode through a non-aqueous electrolyte,
The non-aqueous lithium secondary battery, wherein the positive electrode is provided with the vanadium oxide having a sulfur content of less than 1.6% by weight.
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Citations (7)

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