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WO2016175310A1 - ５ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法 - Google Patents

５ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2016175310A1
WO2016175310A1 PCT/JP2016/063450 JP2016063450W WO2016175310A1 WO 2016175310 A1 WO2016175310 A1 WO 2016175310A1 JP 2016063450 W JP2016063450 W JP 2016063450W WO 2016175310 A1 WO2016175310 A1 WO 2016175310A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spinel
composite oxide
type lithium
containing composite
lithium manganese
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/063450
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
徹也 光本
恭平 山口
松山　敏和
松嶋　英明
蔭井　慎也
Original Assignee
三井金属鉱業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三井金属鉱業株式会社 filed Critical 三井金属鉱業株式会社
Priority to JP2017515621A priority Critical patent/JP6649369B2/ja
Priority to CN201680002989.7A priority patent/CN106715333B/zh
Publication of WO2016175310A1 publication Critical patent/WO2016175310A1/ja

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00—Compounds of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide that can be used as a positive electrode active material of a lithium secondary battery, and in particular, a 5V-class spinel-type lithium manganese-containing composite having an operating potential of 4.5 V or more at a metal Li reference potential.
  • the present invention relates to an oxide manufacturing method.
  • Lithium secondary batteries have features such as high energy density and long life. For this reason, lithium secondary batteries are widely used as power sources for home appliances such as video cameras, portable electronic devices such as notebook computers and mobile phones, and power tools such as power tools. (EV) and hybrid electric vehicles (HEV) are also applied to large batteries.
  • EV electric and hybrid electric vehicles (HEV) are also applied to large batteries.
  • a lithium secondary battery is a secondary battery with a structure in which lithium is melted as ions from the positive electrode during charging, moves to the negative electrode and is stored, and reversely, lithium ions return from the negative electrode to the positive electrode during discharging. It is known to be caused by the potential of the positive electrode material.
  • Examples of the positive electrode active material for this type of lithium secondary battery include lithium transition metal oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 and LiMnO 2 having a layer structure, and manganese such as LiMn 2 O 4 and LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4.
  • a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide having a spinel structure (Fd-3m) is known.
  • This type of spinel-type lithium manganese-containing composite oxide has low raw material price, is non-toxic and safe, and has a strong property against overcharging, so that it can be used in electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV). It is attracting attention as a next-generation positive electrode active material for large batteries.
  • spinel lithium transition metal oxide (LMO) capable of three-dimensional Li ion insertion / extraction is superior in output characteristics to lithium transition metal oxides such as LiCoO 2 having a layer structure. Therefore, it is expected to be used in applications that require excellent output characteristics such as EV batteries and HEV batteries.
  • Patent Document 1 as a positive electrode active material of a lithium secondary battery exhibiting a 5V class electromotive force, high capacity obtained by adding spinel-type lithium manganese composite oxide with chromium as an essential additive component and further adding nickel or cobalt.
  • a spinel type lithium manganese composite oxide positive electrode active material is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a spinel crystal LiMn 2-yz Ni y M z O 4 that charges and discharges at a potential of 4.5 V or more with respect to Li metal (where M: Fe, Co, Ti, V , Mg, Zn, Ga, Nb, Mo, Cu, at least one selected from the group consisting of 0.25 ⁇ y ⁇ 0.6, 0 ⁇ z ⁇ 0.1) is disclosed.
  • Patent Document 3 as a positive electrode active material capable of generating an electromotive force of 4.5 V or more and maintaining a discharge capacity, a general formula: Lia (M x Mn 2 ⁇ xy A y ) O 4 ( In the formula, 0.4 ⁇ x, 0 ⁇ y, x + y ⁇ 2, 0 ⁇ a ⁇ 1.2 M is selected from the group consisting of Ni, Co, Fe, Cr and Cu, and contains at least Ni A includes at least one metal element, A includes at least one metal element selected from Si and Ti, provided that when A includes only Ti, the value of the ratio y of A is 0.1 ⁇ y
  • a positive electrode active material for a secondary battery characterized by containing a spinel type lithium manganese composite oxide represented by the following formula: As a manufacturing method thereof, raw materials are weighed and mixed; Positive by firing in air or oxygen at temperatures up to 950 ° C. To obtain an active material is disclosed.
  • Patent Document 4 in a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide having an operating potential of 4.5 V or more at a metal Li reference potential, a part of Mn sites in LiMn 2 O 4- ⁇ contains Li and Ni.
  • a metal element M1 (M1 is a metal element containing at least one of Ni, Co and Fe) and another metal element M2 (M2 is Ti or Ti and Mg, Al, Ba, Cr and
  • M1 is a metal element containing at least one of Ni, Co and Fe
  • M2 is Ti or Ti and Mg, Al, Ba, Cr
  • a spinel type lithium manganese-containing composite oxide is disclosed.
  • Patent Document 6 relates to a method for producing a lithium manganese-containing composite oxide.
  • a method for producing a lithium transition metal oxide the crystallite size can be increased and the crystal structure distortion can be suppressed.
  • a method for producing a lithium transition metal oxide comprising a raw material mixing step, a firing step, and a heat treatment step, after firing at 850 ° C. or higher in an oxygen partial pressure of 0.015 MPa to 0.15 MPa
  • oxygen A method for producing a lithium-manganese-containing composite oxide is disclosed in which heat treatment is performed at a primary oxygen release temperature of ⁇ 50 ° C. in an atmosphere having a partial pressure of 0.03 MPa or more.
  • the 5V-class spinel type lithium manganese-containing composite oxide having an operating potential of 4.5V or more is a problem that hardly occurs in the 4V class spinel-type lithium manganese-containing composite oxide, that is, generation of gas generated by reaction with the electrolyte. I had a characteristic problem of a large amount.
  • the plateau region around 4.5V can be expanded, the high potential capacity region can be expanded, the energy density can be increased, and the amount of gas generated can be reduced. It has been found to increase. For this reason, it has been difficult for the 5V-class spinel type lithium manganese-containing composite oxide to simultaneously increase the energy density by expanding the high potential capacity region and to suppress the amount of gas generated.
  • the present invention does not provide a new manufacturing method that can achieve both expansion of the high potential capacity region and suppression of gas generation from the viewpoint of the manufacturing method of the 5V-class spinel type lithium manganese-containing composite oxide. It is what.
  • the present invention relates to a method for producing a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide having an operating potential of 4.5 V or more at a metal Li reference potential, and a moisture content in a range of room temperature to 300 ° C. measured by a Karl Fischer moisture measuring device (“The spinel-type lithium manganese-containing composite oxide having a sulfur content of less than 0.34 wt% analyzed by ICP is less than atmospheric pressure.
  • a spinel type comprising a pressure heat treatment step in which heat treatment is performed at a temperature higher than 500 ° C. and lower than 850 ° C. in a treatment atmosphere having a higher pressure and an oxygen partial pressure in the atmosphere higher than the oxygen partial pressure in the atmosphere
  • a method for producing a lithium manganese-containing composite oxide is proposed.
  • the heat treatment is performed in a treatment atmosphere in which the overall pressure of the treatment atmosphere is higher than atmospheric pressure and the oxygen partial pressure in the atmosphere is higher than the oxygen partial pressure in the atmosphere. Accordingly, gas generation can be suppressed, a plateau region near 4.5 V can be expanded, and a high potential capacity region can be expanded, so that the energy density can be improved.
  • the manufacturing method proposed by the present invention it is possible to achieve both expansion of the high potential capacity region and suppression of gas generation.
  • a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide (referred to as “the present 5V class spinel”) according to an example of the embodiment of the present invention is fitted with a cubic crystal structure model of the space group Fd-3m (Origin Choice 2) and observed.
  • 5V class spinel having a working potential of 4.5 V or more at a metal Li reference potential, wherein Rwp and S representing the degree of coincidence of strength and calculated intensity are Rwp ⁇ 10 or S ⁇ 2.5.
  • Type lithium manganese-containing composite oxide is
  • This 5V class spinel should just contain Li, Mn, and O and 2 or more types of elements other than these.
  • at least one element of “two or more elements other than these” is an element selected from the group consisting of Ni, Co, and Fe, and the other one element is Mg, Ti, Al, Ba.
  • An element selected from the group consisting of Cr, W, Mo, Y, Zr and Nb is preferred.
  • the metal element M1 is a substitution element that mainly contributes to developing an operating potential of 4.5 V or higher at the metal Li reference potential, and examples thereof include Ni, Co, and Fe. It may be included, and other metal elements may be included as M1.
  • the metal element M2 is a substitution element that mainly contributes to stabilizing the crystal structure and improving the characteristics. For example, as a substitution element that contributes to an improvement in capacity retention rate, for example, Mg, Ti, Al, Ba, Cr, W , Mo, Y, Zr, and Nb. It suffices to contain at least one of these Mg, Ti, Al, Ba, Cr, W, Mo, Y, Zr and Nb, and M2 may contain other metal elements.
  • a compound containing a spinel type lithium manganese containing composite oxide represented by the formula (1): Li [Li a Mn 2 -abc M1 b M2 c ] O 4 - ⁇ .
  • M1 and M2 in the formula (1) are as described above.
  • “a” may be 0.00 to 0.20, particularly 0.01 or more and 0.10 or less, and more preferably 0.02 or more and 0.08 or less. Even more preferred. “B” indicating the content of M1 may be 0.20 to 1.20, more preferably 0.30 or more and 1.10 or less, and more preferably 0.35 or more and 1.05 or less. Even more preferred. “C” indicating the content of M2 may be 0.001 to 0.400, more preferably 0.002 or more and 0.400 or less, particularly 0.005 or more and 0.30 or less, and more preferably 0. More preferably, it is 10 or more. In particular, by setting it to 0.10 or more, the amount of gas generated can be more effectively suppressed. Note that “4- ⁇ ” in each of the above formulas indicates that oxygen deficiency may be included, and a part of oxygen may be substituted with fluorine.
  • this 5V class spinel may contain components other than Li, Mn, M1, M2 and O.
  • other elements may be contained as long as each is 0.5 wt% or less. This is because this amount is considered to have little influence on the performance of the present 5V class spinel.
  • a compound containing a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide represented by the formula (2): Li [Li a Mn 2 -abc Ni b M 2 c ] O 4- ⁇ can be cited. it can.
  • “a”, “b”, “c”, and “4- ⁇ ” are the same as those in the above formula (1).
  • M2 in Formula (2) Mg, Ti, Al, Ba, Cr, W, Mo, Y, Zr, Co, Fe, Nb etc. can be mentioned as a preferable example, These Mg, Ti, Al , Ba, Cr, W, Mo, Y, Zr, Co, Fe, and Nb may be included, and M2 may include another metal element.
  • “a” may be 0.00 to 0.20, more preferably 0.01 or more and 0.10 or less, and more preferably 0.02 or more and 0.08 or less. Even more preferred.
  • “B” indicating the content of M1 may be 0.20 to 0.70, particularly 0.30 or more and 0.60 or less, particularly 0.35 or more and 0.55 or less, and more preferably 0. More preferably, it is .49 or less. In particular, by setting it to 0.49 or less, the cycle characteristics in the high potential range can be improved more effectively.
  • “C” indicating the content of M2 may be 0.001 to 0.400, more preferably 0.002 or more and 0.400 or less, particularly 0.005 or more and 0.300 or less, and more preferably 0. More preferably, it is 10 or more. In particular, the amount of gas generation can be more effectively suppressed by setting it to 0.10 or more.
  • this 5V class spinel may contain B.
  • B may contain a complex oxide phase containing Ni, Mn and B in addition to the spinel crystal phase.
  • the complex oxide phase containing Ni, Mn, and B include a crystal phase of Ni 5 MnO 4 (BO 3 ) 2 .
  • the fact that the crystal phase of Ni 5 MnO 4 (BO 3 ) 2 is contained means that the diffraction pattern obtained by X-ray diffraction (XRD) is collated with a PDF (Powder Diffraction File) number “01-079-1029”. Can be confirmed.
  • the composite oxide containing Ni, Mn and B is presumed to exist on the surface and grain boundaries of the present 5V class spinel particles.
  • the composite oxide phase is contained so that the content of B element in the present 5V class spinel is 0.02 to 0.80 mass%.
  • the composite oxide phase should be contained so that the content is 0.05% by mass or more or 0.60% by mass or less, particularly 0.30% by mass or less, and particularly 0.25% by mass or less. Further preferred. If the content of B element is 0.02% by mass or more, the discharge capacity at a high temperature (for example, 45 ° C.) can be maintained, and if the content of B element is 0.80% by mass or less, rate characteristics Can be maintained, which is preferable.
  • the method for producing the present 5V-class spinel may include a pressure heat treatment step using a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide, preferably a 5V spinel-type lithium manganese-containing composite oxide as an object to be processed.
  • the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide as the object to be processed may be manufactured from raw materials as described later, or a product manufactured separately from the manufacturing method of the present 5V class spinel is obtained and You may use as a to-be-processed object.
  • the manufacturing method further equipped with the washing process can be mentioned.
  • the cleaning steps can be inserted in an appropriate order.
  • other steps can be added.
  • a pulverization / classification step of pulverizing and classifying after each step if necessary.
  • Formula (1) Li [Li a Mn 2 -abc M1 b M2 c ] O 4- ⁇ or Formula (2): Spinel type represented by Li [Li a Mn 2 -abc Ni b M2 c ] O 4- ⁇
  • Examples of raw materials for producing the lithium manganese-containing composite oxide include lithium raw materials, manganese raw materials, M1 metal raw materials, M2 metal raw materials, and other examples such as boron raw materials.
  • lithium raw material examples include lithium hydroxide (LiOH), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), lithium nitrate (LiNO 3 ), LiOH ⁇ H 2 O, lithium oxide (Li 2 O), other fatty acid lithium and lithium halide.
  • the manganese raw material examples include manganese carbonate, manganese nitrate, manganese chloride, manganese dioxide, dimanganese trioxide, and trimanganese tetraoxide. Among these, manganese carbonate and manganese dioxide are preferable. Among these, electrolytic manganese dioxide obtained by an electrolytic method is particularly preferable.
  • M1 metal raw material and the M2 metal raw material examples include carbonates, nitrates, chlorides, oxyhydroxides and hydroxides of M1 or M2 metals.
  • a boron compound can also be mix
  • any compound containing boron (B element) may be used.
  • boric acid or lithium borate is preferably used.
  • lithium borate include lithium metaborate (LiBO 2 ), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), lithium pentaborate (LiB 5 O 8 ), and lithium perborate (Li 2 B 2 O 5 ).
  • the composite oxide phase containing Ni, Mn and B for example, a crystal phase of Ni 5 MnO 4 (BO 3 ) 2 may be generated in addition to the crystal phase of the present 5V class spinel. is there.
  • the processing object to be subjected to the cleaning process is, for example, each raw material before raw material mixing, raw material mixed powder after raw material mixing, processed powder after pressure heat treatment, processed product obtained in the firing step, and further crushing described later -The processed powder obtained at the classification process may be sufficient. One or more of these may be washed.
  • the object to be processed is washed with a polar solvent so as to release impurities contained in the powder.
  • a polar solvent for example, it may be mixed with a polar solvent and stirred to form a slurry, and the obtained slurry may be solid-liquid separated by filtration or the like to remove impurities.
  • solid-liquid separation may be performed in a later step.
  • the slurry means a state in which the treated powder is dispersed in a polar solvent.
  • water is preferably used as a polar solvent used for washing.
  • the water may be city water, but is preferably ion-exchanged water or pure water that has been passed through a filter or a wet magnetic separator.
  • the pH of water is preferably 4 to 10, and more preferably 5 or more and 9 or less.
  • the liquid temperature at the time of washing it has been confirmed that the battery characteristics become better if the liquid temperature at the time of washing is low. From this viewpoint, it is preferably 5 to 70 ° C., and more preferably 60 ° C. or less. It is even more preferable that the temperature is 45 ° C. or less. Furthermore, it is even more preferable that the temperature is 30 ° C. or less.
  • the reason why the battery characteristics are better if the liquid temperature during washing is low is that if the liquid temperature is too high, lithium in the lithium manganese-containing composite oxide is ion-exchanged with protons of ion-exchanged water and the lithium is released, resulting in a high temperature. It can be estimated that this is because it affects the characteristics.
  • the amount of the polar solvent brought into contact with the workpiece (powder) is preferably adjusted so that the mass ratio (also referred to as “slurry concentration”) of the lithium manganese-containing composite oxide to the polar solvent is 10 to 70 wt%.
  • the content it is more preferable to adjust the content to be 20 wt% or more or 60 wt% or less, and more preferably 30 wt% or more or 50 wt% or less. If the amount of the polar solvent is 10 wt% or more, it is easy to elute impurities such as SO 4 , and conversely if it is 60 wt% or less, a cleaning effect corresponding to the amount of the polar solvent can be obtained.
  • each raw material or raw material mixed powder is put into the cleaning liquid, stirred, and then allowed to stand to remove the supernatant liquid. This method may be adopted.
  • the supernatant when washing the processed product obtained in the firing step, that is, the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide, the supernatant may be removed by adding it to the washing solution and stirring it, and then allowing it to stand.
  • the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide is preferably added to the cleaning liquid, stirred for 20 minutes, and then allowed to stand for 10 minutes to remove the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide contained in the supernatant.
  • the impurity amount of the spinel type lithium manganese-containing composite oxide for example, the sulfur content can be reduced.
  • the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide obtained by the pressure heat treatment is put into the washing solution, stirred, and then allowed to stand to remove the supernatant.
  • the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide is preferably added to the cleaning liquid, stirred for 20 minutes, and then allowed to stand for 10 minutes to remove the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide contained in the supernatant.
  • each raw material may be added simultaneously or in an appropriate order using a known mixer such as a mixer, and mixed by stirring in a wet or dry manner to obtain a raw material mixed powder.
  • a known mixer such as a mixer
  • wet mixing it is preferable to employ wet mixing.
  • Examples of the dry mixing include a mixing method using a precision mixer that rotates the raw material mixed powder at a high speed.
  • examples of the wet mixing include a method in which the raw material mixed powder is added to a liquid medium such as water or a dispersant and wet mixed to form a slurry.
  • the raw material may be put into a liquid medium such as water and pulverized. It can be wet pulverized before mixing the raw materials, or can be wet pulverized after mixing the raw materials.
  • a liquid medium such as water or a dispersant and wet-mix to make a slurry as described above, and then grind the resulting slurry with a wet-grinding machine do it. At this time, it is particularly preferable to grind to submicron order.
  • the respective raw materials may be wet pulverized and mixed, and then further wet pulverized as necessary.
  • a nickel compound and a nickel compound and a manganese compound are pulverized and classified as necessary so that the maximum particle size (Dmax) of the nickel compound or the manganese compound is 10 ⁇ m or less, particularly 5 ⁇ m or less, and more preferably 4 ⁇ m or less. It is preferable to adjust.
  • the raw materials mixed as described above are preferably baked after being granulated to a predetermined size as required.
  • granulation is not necessarily required.
  • the granulation method may be either wet or dry as long as the various raw materials pulverized in the previous step are dispersed in the granulated particles.
  • wet granulation it is necessary to sufficiently dry before firing.
  • the drying method it may be dried by a known drying method such as a spray heat drying method, a hot air drying method, a vacuum drying method, a freeze drying method, etc.
  • the spray heat drying method is preferable.
  • the spray heat drying method is preferably performed using a heat spray dryer (spray dryer).
  • a thermal spray dryer spray dryer
  • the particle size distribution can be made sharper, and the secondary particles can be formed so as to contain agglomerated particles (secondary particles) formed by agglomeration. Forms can be prepared.
  • firing is preferably performed in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.015 MPa to 0.15 MPa, for example, in an air atmosphere. If the oxygen partial pressure is higher than 0.15 MPa, crystal growth cannot be promoted and the crystallite size cannot be increased. In addition, as will be described later, in order to promote crystal growth by firing, it is preferable that the oxygen partial pressure in the atmosphere is low. However, if the oxygen partial pressure during firing is too low, oxygen deficiency will increase and heat treatment will also occur. Since the strain cannot be recovered, baking is preferably performed at an oxygen partial pressure of 0.015 MPa or more.
  • the oxygen partial pressure during firing is more preferably 0.015 MPa to 0.13 MPa, particularly 0.015 MPa to 0.12 MPa, particularly 0.015 MPa or more, or less than 0.08 MPa, and especially 0. More preferably, it is at least .015 MPa or less than 0.061 MPa.
  • firing is preferably performed at a temperature higher than 770 ° C., particularly 800 ° C. or higher, particularly 850 ° C. or higher.
  • firing temperature means the product temperature of the fired product measured by bringing a thermocouple into contact with the fired product in the firing furnace.
  • the firing time that is, the time for maintaining the firing temperature may be 0.5 to 100 hours, although it depends on the firing temperature.
  • the kind of baking furnace is not specifically limited. For example, it can be fired using a rotary kiln, a stationary furnace, or other firing furnace.
  • the firing temperature is preferably higher than 770 ° C., more preferably 800 ° C. or higher, and particularly preferably 850 ° C. or higher.
  • firing is preferably performed at 980 ° C. or lower, and particularly at 960 ° C. or lower. Is more preferable.
  • baking is preferably performed at a temperature higher than 800 ° C., more preferably 840 ° C. or higher, and particularly preferably 880 ° C. or higher.
  • firing temperature is preferably performed at 1000 ° C. or lower, and particularly at 980 ° C. or lower. Is more preferable.
  • the workpiece to be subjected to the pressure heat treatment step has “KF moisture in the range of room temperature to 300 ° C.” measured by a Karl Fischer moisture measuring device (also referred to as “KF moisture measuring device”) of 2% or less, and ICP It is preferable that it is a spinel type lithium manganese containing complex oxide whose sulfur content analyzed by (3) is less than 0.34 wt%. If the KF moisture is greater than 2%, the atmosphere in the pressure furnace contains a large amount of water vapor, and the desired heat treatment atmosphere may not be created. In addition, when heat treatment is performed in a state containing a large amount of moisture, side reactions such as proton exchange between surface moisture and 5 V spinel Li may occur.
  • the KF moisture is preferably 1% or less, particularly less than 5000 ppm, particularly 2000 ppm, and more preferably 1000 ppm or less.
  • the sulfur content is 0.34 wt% or more, a large amount of sulfate such as Na 2 SO 4 or Li 2 SO 4 exists on the surface, which may hinder the heat treatment effect.
  • the sulfur content is preferably less than 0.34 wt%, and particularly preferably less than 0.28 wt%.
  • Such a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide having KF moisture and sulfur content can be obtained, for example, by adjusting the conditions of the firing step and the cleaning step. For example, by firing the raw material before mixing at a high temperature of 600 ° C. or higher, washing the raw material before mixing, or washing the processed product obtained in the firing step, that is, the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide,
  • the sulfur content can be less than 0.34 wt%.
  • the KF moisture content can be reduced to 2% or less by baking at a high temperature of 800 ° C. or higher in the baking step.
  • the “KF moisture in the range of room temperature to 300 ° C.” measured by the KF moisture measuring device means that the measurement chamber of the KF moisture measuring device is heated to 170 ° C. with a nitrogen atmosphere, and then a sample is put in the measuring chamber. The amount of water released when the sample was allowed to stand at 170 ° C. for 45 minutes was measured to obtain “KF moisture (ppm) from room temperature to 170 ° C.”, and then the temperature was raised to 300 ° C. The amount of water released when left at 300 ° C. for 45 minutes was measured to obtain “KF moisture (ppm) at 170 ° C. to 300 ° C.”, and the above “KF moisture amount (ppm) at room temperature to 170 ° C.” And the above-mentioned “KF moisture content (170 ° C. to 300 ° C.)”.
  • the total pressure of the processing atmosphere is higher than atmospheric pressure, and the oxygen partial pressure in the atmosphere is higher than the oxygen partial pressure in the atmosphere. It is preferable to perform the heat treatment at a temperature lower than ° C.
  • oxygen is taken into the structure of the 5V spinel, thereby reducing oxygen deficiency and stabilizing the structure. Since the plateau region in the vicinity of 4.5 V can be expanded and the high potential capacity region can be expanded, it can be considered that the energy density can be improved.
  • the pressure atmosphere higher than the atmospheric pressure includes a case where the pressure rises to a pressure higher than the atmospheric pressure by heating the inside of the sealed container and raising the temperature of the gas in a certain volume.
  • the treatment atmosphere in the pressure heat treatment step is such that the overall pressure of the treatment atmosphere is a pressure greater than atmospheric pressure (0.1 MPa), for example, greater than 0.19 MPa, especially a pressure in an atmosphere of 0.20 MPa or more. preferable.
  • atmospheric pressure is 1.5 MPa or less, particularly 1.0 MPa or less.
  • Heat treatment is preferred. Thus, by heat-processing in a pressurized state, it becomes easier to take in oxygen and oxygen deficiency can be further suppressed.
  • the treatment atmosphere in the pressure heat treatment step is preferably an oxygen partial pressure higher than the oxygen partial pressure in the atmosphere, for example, an oxygen partial pressure of 0.06 Pma or more, and in particular, an oxygen partial pressure higher than 0.10 MPa.
  • the oxygen partial pressure is more preferably 0.15 MPa or more, particularly preferably higher than 0.19 MPa, and the oxygen partial pressure is more preferably 0.20 MPa or more.
  • the oxygen partial pressure is 1.5 MPa or less, particularly 1.0 MPa or less. It is preferable to heat-treat with.
  • the heat treatment temperature in the pressure heat treatment step is preferably controlled to a temperature higher than 500 ° C. and lower than 850 ° C. If the heat treatment temperature in this step is higher than 500 ° C., the oxygen can be taken into the crystal structure and strain can be effectively reduced by performing the heat treatment while forcibly supplying oxygen. From this viewpoint, the heat treatment temperature is preferably higher than 500 ° C., more preferably 600 ° C. or higher, particularly 700 ° C. or higher, and particularly preferably higher than 700 ° C. On the other hand, if the heat treatment temperature is too high, oxygen vacancies may increase and strain may not be recovered even by heat treatment.
  • the heat treatment temperature is preferably lower than 850 ° C., and particularly 820 ° C. or less. Among them, the temperature is particularly preferably 800 ° C. or lower.
  • this heat processing temperature means the product temperature of the processed material measured by making a thermocouple contact the processed material in a furnace.
  • the overall pressure of the processing atmosphere is a pressure higher than atmospheric pressure and an oxygen partial pressure higher than 0.19 MPa, and a temperature higher than 500 ° C. and lower than 850 ° C., particularly 600
  • the heating rate at the time of heating to the above heat treatment temperature, that is, the holding temperature is preferably 0.1 ° C./min to 20 ° C./min, particularly 0.25 ° C./min or more or 10 ° C./min or less, In particular, it is more preferably 0.5 ° C./min or more or 5 ° C./min or less.
  • the time for maintaining the heat treatment temperature needs to be at least 1 minute. In order to fully incorporate oxygen into the crystal structure, at least one minute is considered necessary. From this viewpoint, the time for maintaining the heat treatment temperature is preferably 5 minutes or more, particularly preferably 10 minutes or more. In addition, it is considered that the effect of incorporating oxygen into the crystal structure by heat treatment is sufficiently effective when the holding time is 200 hours or less.
  • the temperature lowering rate after the heat treatment is preferably slow cooling at a cooling rate of 10 ° C./min or less to at least 500 ° C., particularly 0.1 ° C./min to 8 ° C./min, especially 0.2 ° C./min to More preferably, it is controlled to 5 ° C./min. Since oxygen taken in around 500 ° C. is considered to be stabilized, it can be considered that it is preferable to cool slowly at a rate of temperature decrease of 10 ° C./min or less until at least 500 ° C.
  • Such pressure heat treatment is performed by using a device such as a pressure furnace (pressurizable pressure 1.0 MPa), so that the overall pressure of the processing atmosphere is higher than atmospheric pressure, and Heating can be performed in a treatment atmosphere in which the oxygen partial pressure in the atmosphere is higher than the oxygen partial pressure in the atmosphere.
  • a device such as a pressure furnace (pressurizable pressure 1.0 MPa), so that the overall pressure of the processing atmosphere is higher than atmospheric pressure, and Heating can be performed in a treatment atmosphere in which the oxygen partial pressure in the atmosphere is higher than the oxygen partial pressure in the atmosphere.
  • a manufacturing method including a raw material mixing step, a granulation step, a firing step, a heat treatment step and a pressure heat treatment step in this order, and further comprising a washing step.
  • the cleaning steps can be inserted in an appropriate order. For example, it is possible to insert before or after one step or two or more steps among the above steps. Any one of the granulation step, the heat treatment step and the washing step, or two or more steps can be omitted, and other steps can be added. For example, it is possible to further add a wet pulverization process and other processes. Moreover, it is preferable to carry out a pulverization / classification step of pulverizing and classifying after each step, if necessary.
  • the raw material mixing step, wet pulverization step, granulation step, firing step, pressure heat treatment step and washing step may be carried out in the same manner as described above.
  • the heat treatment step is preferably performed in an atmosphere of 500 to 850 ° C., preferably 600 ° C. or higher or 800 ° C. or lower for 0.5 to 300 hours in an air atmosphere to facilitate oxygen uptake.
  • the specific surface area of the present 5V-class spinel can be reduced, and when used as a positive electrode active material for a lithium secondary battery, gas generation can be suppressed.
  • the plateau region near 4.5V can be enlarged.
  • This 5V-class spinel can have a specific surface area of 1.5 m 2 / g or less, especially 0.1 m 2 / g or more or 1.0 m 2 / g or less, of which 0.8 m 2 / g or less. It is particularly preferable that Thus, if the specific surface area is relatively small, the reactivity with the electrolytic solution is high, and the amount of gas generated, which is a problem that the 5V class spinel has characteristically, can be suppressed.
  • This 5V class spinel can be effectively used as a positive electrode active material for various lithium batteries after being crushed and classified as necessary.
  • this 5V class spinel is used as a positive electrode active material for various lithium batteries, for example, this 5V class spinel, a conductive material made of carbon black or the like, and a binder made of Teflon (registered trademark) binder or the like are mixed. Thus, a positive electrode mixture can be produced.
  • Such a positive electrode mixture is used for the positive electrode, a material that can occlude and desorb lithium such as lithium or carbon is used for the negative electrode, and a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF6) is used for the non-aqueous electrolyte.
  • LiPF6 lithium hexafluorophosphate
  • a lithium battery can be formed using a material dissolved in a mixed solvent such as ethylene carbonate-dimethyl carbonate.
  • Lithium batteries configured in this way include, for example, notebook computers, mobile phones, cordless phones, video movies, LCD TVs, electric shavers, portable radios, headphone stereos, backup power supplies, memory cards, and other electronic devices, pacemakers, hearing aids It can be used as a drive power source for medical equipment such as electric vehicles.
  • mobile phones that require excellent cycle characteristics
  • portable computers such as PDAs (personal digital assistants) and notebook computers
  • electric vehicles including hybrid vehicles
  • power sources for driving power storage etc. It is valid.
  • Example 1 Lithium carbonate having an average particle size (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle size (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, nickel hydroxide having an average particle size (D50) of 22 ⁇ m, an average particle size ( D50) 2 ⁇ m of titanium oxide and 60 ⁇ m of average particle diameter (D50) lithium tetraborate were weighed.
  • An aqueous polycarboxylic acid ammonium salt solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was added as a dispersant to the ion-exchanged water.
  • the added amount of the dispersant was 6 wt% with respect to the total of the above-mentioned Li raw material, Ni raw material, Mn raw material, Ti raw material and B raw material, and was sufficiently dissolved and mixed in ion-exchanged water. Then, the weighed raw materials were added to the ion-exchanged water in which the dispersant was dissolved in advance, and mixed and stirred to prepare a slurry having a solid content concentration of 40 wt%. Subsequently, the mixture was pulverized at 1300 rpm for 60 minutes with a wet pulverizer to obtain a pulverized slurry having an average particle diameter (D50) of 0.60 ⁇ m or less.
  • D50 average particle diameter
  • the obtained pulverized slurry was granulated and dried using a thermal spray dryer (spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.). At this time, a twin jet nozzle is used for spraying, granulation drying is performed by adjusting the temperature so that the spray pressure is 0.33 MPa, the slurry supply amount is 350 ml / min, and the outlet temperature of the drying tower is 100 to 110 ° C. It was.
  • the obtained granulated powder was baked by using a static electric furnace in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa so as to maintain 880 ° C. for 38 hours, and then 750 ° C. in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa.
  • the calcined mass obtained by heat treatment was put in a mortar and crushed with a pestle, classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder.
  • the collected sediment was dried at 120 ° C. for 10 hours. Then, it dried for 7 hours in the state heated so that product temperature might be 500 degreeC. After drying, it was classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample).
  • this spinel type lithium manganese-containing composite oxide powder (KF moisture content: 144 ppm, sulfur content: 0.02%) was subjected to pressure heat treatment using a pressure furnace (manufactured by Hiroki Co., Ltd.). That is, 200 g of a sample was filled in a magnetic crucible, and this magnetic crucible was placed in a pressure furnace. Thereafter, oxygen gas (oxygen concentration 99%) was introduced into the pressure furnace, the oxygen partial pressure was adjusted to 0.20 MPa, and the overall pressure of the processing atmosphere was adjusted to 0.21 MPa, and the temperature was increased by 1.5 ° C./min. Heat to 740 ° C.
  • a pressure furnace manufactured by Hiroki Co., Ltd.
  • the oxygen concentration was measured using an oxygen concentration meter (XPO-318 (New Cosmos Electric Co., Ltd.)). The same applies to Examples and Comparative Examples described later.
  • the temperature at the time of the said baking and the heat processing is the product temperature of the processed material measured by making the thermocouple contact the processed material in a furnace. The same applies to Examples and Comparative Examples described later.
  • Example 2 Lithium carbonate having an average particle size (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle size (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, nickel hydroxide having an average particle size (D50) of 22 ⁇ m, an average particle size ( D50) Each 2 ⁇ m of titanium oxide was weighed. An aqueous polycarboxylic acid ammonium salt solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was added as a dispersant to the ion-exchanged water.
  • SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.
  • the addition amount of the dispersant was 6 wt% with respect to the total of the above-mentioned Li raw material, Ni raw material, Mn raw material and Ti raw material, and was sufficiently dissolved and mixed in ion-exchanged water.
  • the Ni raw material and the Mn raw material were added to the ion-exchanged water in which the dispersant was dissolved in advance, and mixed and stirred to obtain a slurry.
  • the obtained slurry was pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 120 minutes.
  • a Li raw material and a Ti raw material were added, mixed and stirred, and a slurry with a solid content concentration of 40 wt% was prepared.
  • the mixture was further pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 60 minutes to obtain a pulverized slurry having an average particle size (D50) of 0.60 ⁇ m or less.
  • the obtained pulverized slurry was granulated and dried using a thermal spray dryer (spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.).
  • a twin jet nozzle is used for spraying, granulation drying is performed by adjusting the temperature so that the spray pressure is 0.15 MPa, the slurry supply amount is 400 ml / min, and the outlet temperature of the drying tower is 100 to 110 ° C. It was.
  • the obtained granulated powder was baked by using a static electric furnace in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa so as to maintain 950 ° C. for 36 hours, and then 750 ° C. in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa. Was heat treated to hold for 37 hours.
  • the calcined mass obtained by heat treatment was put in a mortar and crushed with a pestle, classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder.
  • the collected sediment was dried at 120 ° C. for 10 hours. Then, it dried for 7 hours in the state heated so that product temperature might be 500 degreeC. After drying, it was classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample).
  • this spinel type lithium manganese-containing composite oxide powder (KF moisture content: 130 ppm, sulfur content: 0.03%) was subjected to pressure heat treatment using a pressure furnace (manufactured by Hiroki Co., Ltd.). That is, 200 g of a sample was filled in a magnetic crucible, and this magnetic crucible was placed in a pressure furnace. Thereafter, oxygen gas (oxygen concentration 99%) was introduced into the pressure furnace, the oxygen partial pressure was adjusted to 0.20 MPa, and the overall pressure of the processing atmosphere was adjusted to 0.21 MPa, and the temperature was increased by 1.5 ° C./min. Heat to 720 ° C.
  • a pressure furnace manufactured by Hiroki Co., Ltd.
  • Example 3 Lithium carbonate having an average particle size (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle size (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, nickel hydroxide having an average particle size (D50) of 22 ⁇ m, an average particle size ( D50) 2 ⁇ m of titanium oxide and 60 ⁇ m of average particle diameter (D50) lithium tetraborate were weighed. An aqueous polycarboxylic acid ammonium salt solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was added as a dispersant to the ion-exchanged water.
  • SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.
  • the added amount of the dispersant was 6 wt% with respect to the total of the above-mentioned Li raw material, Ni raw material, Mn raw material, Ti raw material and B raw material, and was sufficiently dissolved and mixed in ion-exchanged water.
  • the Ni raw material and the Mn raw material were added to the ion-exchanged water in which the dispersant was dissolved in advance, and mixed and stirred to obtain a slurry.
  • the obtained slurry was pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 120 minutes.
  • Li raw material, Ti raw material and B raw material were added, mixed and stirred, and a slurry having a solid content concentration of 40 wt% was prepared.
  • the mixture was further pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 120 minutes to obtain a pulverized slurry having an average particle size (D50) of 0.60 ⁇ m or less.
  • the obtained pulverized slurry was granulated and dried using a thermal spray dryer (spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.).
  • a twin jet nozzle is used for spraying, granulation drying is performed by adjusting the temperature so that the spray pressure is 0.15 MPa, the slurry supply amount is 400 ml / min, and the outlet temperature of the drying tower is 100 to 110 ° C. It was.
  • the obtained granulated powder was baked by using a stationary electric furnace in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa so as to maintain 950 ° C. for 37 hours, and then 750 ° C. in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa. Was heat treated to hold for 37 hours.
  • the calcined mass obtained by heat treatment was put in a mortar and crushed with a pestle, classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder.
  • the collected sediment was dried at 120 ° C. for 10 hours. Then, it dried for 7 hours in the state heated so that product temperature might be 500 degreeC. After drying, it was classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample).
  • this spinel type lithium manganese-containing composite oxide powder (KF moisture content: 100 ppm, sulfur content: 0.04%) was subjected to pressure heat treatment using a pressure furnace (manufactured by Hiroki Co., Ltd.). That is, 200 g of a sample was filled in a magnetic crucible, and this magnetic crucible was placed in a pressure furnace. Thereafter, oxygen gas (oxygen concentration 99%) was introduced into the pressure furnace, the oxygen partial pressure was adjusted to 0.20 MPa, and the overall pressure of the processing atmosphere was adjusted to 0.21 MPa, and the temperature was increased by 1.5 ° C./min. Heat to 730 ° C.
  • a pressure furnace manufactured by Hiroki Co., Ltd.
  • Example 4 Lithium carbonate having an average particle size (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle size (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, nickel hydroxide having an average particle size (D50) of 22 ⁇ m, an average particle size ( D50) 2 ⁇ m of titanium oxide and 60 ⁇ m of average particle diameter (D50) lithium tetraborate were weighed.
  • An aqueous polycarboxylic acid ammonium salt solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was added as a dispersant to the ion-exchanged water.
  • the added amount of the dispersant was 6 wt% with respect to the total of the above-mentioned Li raw material, Ni raw material, Mn raw material, Ti raw material and B raw material, and was sufficiently dissolved and mixed in ion-exchanged water.
  • the Ni raw material and the Mn raw material were added to the ion-exchanged water in which the dispersant was dissolved in advance, and mixed and stirred to obtain a slurry.
  • the obtained slurry was pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 120 minutes.
  • Li raw material, Ti raw material and B raw material were added, mixed and stirred, and a slurry having a solid content concentration of 40 wt% was prepared.
  • the mixture was further pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 120 minutes to obtain a pulverized slurry having an average particle size (D50) of 0.60 ⁇ m or less.
  • the obtained pulverized slurry was granulated and dried using a thermal spray dryer (spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.).
  • a twin jet nozzle is used for spraying, granulation drying is performed by adjusting the temperature so that the spray pressure is 0.16 MPa, the slurry supply amount is 390 ml / min, and the outlet temperature of the drying tower is 100 to 110 ° C. It was.
  • the obtained granulated powder was baked by using a static electric furnace in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa so as to maintain 950 ° C. for 37 hours, and then the obtained baked lump was put in a mortar and a pestle And then classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder.
  • this spinel type lithium manganese-containing composite oxide powder (KF moisture content: 277 ppm, sulfur content: 0.27%) was subjected to pressure heat treatment using a pressure furnace (manufactured by Hiroki Co., Ltd.). That is, 200 g of a sample was filled in a magnetic crucible, and this magnetic crucible was placed in a pressure furnace. Thereafter, oxygen gas (oxygen concentration 99%) was introduced into the pressure furnace, the oxygen partial pressure was adjusted to 0.20 MPa, and the overall pressure of the processing atmosphere was adjusted to 0.21 MPa, and the temperature was increased by 1.7 ° C./min. Heat to 730 ° C. at a temperature rate and hold for 15 hours, then cool down to room temperature at a rate of 0.3 ° C./min while continuing oxygen inflow and spinel lithium manganese-containing composite oxide powder (sample) Got.
  • a pressure furnace manufactured by Hiroki Co., Ltd.
  • the obtained spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample) was classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m. Thereafter, 1 kg of the sample was put into a plastic beaker (capacity 5000 mL) containing 2000 mL of ion-exchanged water having a pH of 6 to 7 and a temperature of 25 ° C., and was rotated at 400 to 550 rpm using a stirrer (propeller area 33 cm 2 ). Stir for minutes. After stirring, stirring was stopped and the stirrer was taken out of the water and allowed to stand for 10 minutes. And the supernatant liquid was removed by decantation, the remaining slurry was filtered with the suction filter (filter paper No.
  • Example 5 In Example 3, the raw material weighing value was changed, the spraying pressure during granulation was changed to 0.19 MPa, the slurry supply amount was 350 ml / min, the pressure treatment conditions were oxygen partial pressure 0.89 MPa, and the entire treatment atmosphere A spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample) was obtained in the same manner as in Example 3 except that the pressure was changed to 0.90 MPa.
  • the chemical analysis of the sample was carried out, they were Li: 4.0 wt%, Ni: 15.5 wt%, Mn: 39.3 wt%, Ti: 5.1%, and B: 0.1%.
  • Example 6 Lithium carbonate having an average particle size (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle size (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, nickel hydroxide having an average particle size (D50) of 22 ⁇ m, an average particle size ( D50) 1 ⁇ m of titanium oxide and zirconium oxide having an average particle diameter (D50) of 31 ⁇ m were weighed. An aqueous polycarboxylic acid ammonium salt solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was added as a dispersant to the ion-exchanged water.
  • SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.
  • the added amount of the dispersant was 6 wt% with respect to the total of the above-mentioned Li raw material, Ni raw material, Mn raw material, Ti raw material, and Zr raw material, and was sufficiently dissolved and mixed in ion-exchanged water.
  • the above-mentioned raw materials weighed were added, mixed and stirred, and a slurry with a solid content concentration of 40 wt% was prepared.
  • the mixture was further pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 60 minutes to obtain a pulverized slurry having an average particle size (D50) of 0.60 ⁇ m or less.
  • the obtained pulverized slurry was granulated and dried using a thermal spray dryer (spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.). At this time, a twin jet nozzle was used for spraying, and granulation drying was performed by adjusting the temperature so that the spray pressure was 0.51 MPa, the slurry supply amount was 313 ml / min, and the outlet temperature of the drying tower was 100 to 110 ° C. .
  • a thermal spray dryer spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.
  • the obtained granulated powder was baked by using a static electric furnace in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa so as to maintain 880 ° C. for 22 hours, and then 740 ° C. in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa.
  • the fired powder obtained by the heat treatment was put in a mortar and crushed with a pestle, classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the sieve was collected to obtain a spinel type lithium manganese-containing composite oxide powder.
  • this spinel type lithium manganese-containing composite oxide powder was subjected to an oxygen-containing atmosphere pressure heat treatment using a pressure furnace (manufactured by Hiroki Co., Ltd.). That is, 200 g of spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder was filled in a magnetic crucible, and this magnetic crucible was placed in a pressure furnace. Thereafter, oxygen gas (oxygen concentration 99%) was introduced into the pressure furnace, the oxygen partial pressure was adjusted to 0.20 MPa, and the overall pressure of the processing atmosphere was adjusted to 0.21 MPa, and the temperature was increased by 1.7 ° C./min. Heat to 730 ° C.
  • a pressure furnace manufactured by Hiroki Co., Ltd.
  • Example 7 In Example 6, as raw materials, lithium carbonate having an average particle diameter (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle diameter (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, and water having an average particle diameter (D50) of 22 ⁇ m Using nickel oxide and titanium oxide having an average particle diameter (D50) of 1 ⁇ m, changing the weighing value of the raw material, changing the spraying pressure during granulation drying to 0.47 MPa, setting the slurry supply amount to 336 ml / min, 850 A spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample) was obtained in the same manner as in Example 6 except that firing was performed so that the temperature was maintained for 37 hours.
  • Example 7 When the chemical analysis of the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample) obtained in Example 7 was performed, Li: 4.1 wt%, Ni: 15.1 wt%, Mn: 42.5 wt%, Ti: It was 2.7 wt%.
  • Example 8 In Example 6, as raw materials, lithium carbonate having an average particle diameter (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle diameter (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, and water having an average particle diameter (D50) of 22 ⁇ m Using nickel oxide and titanium oxide having an average particle diameter (D50) of 1 ⁇ m, changing the weighing value of the raw material, changing the spraying pressure during granulation drying to 0.48 MPa, and setting the slurry supply amount to 316 ml / min, 850 A spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample) was obtained in the same manner as in Example 6 except that the temperature was kept at 37 ° C.
  • Example 8 Li: 4.1 wt%, Ni: 14.7 wt%, Mn: 41.4 wt%, Ti: It was 4.0 wt%.
  • Example 9 Lithium carbonate having an average particle size (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle size (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, nickel hydroxide having an average particle size (D50) of 22 ⁇ m, an average particle size ( D50) 1 ⁇ m of titanium oxide and aluminum hydroxide having an average particle diameter (D50) of 2 ⁇ m were weighed. An aqueous polycarboxylic acid ammonium salt solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was added as a dispersant to the ion-exchanged water.
  • SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.
  • the addition amount of the dispersant was 6 wt% with respect to the total of the above-mentioned Li raw material, Ni raw material, Mn raw material, Ti raw material, and Al raw material, and was sufficiently dissolved and mixed in ion-exchanged water.
  • the weighed raw materials only the Ni raw material, the Mn raw material, and the Al raw material were added to the ion-exchanged water in which the dispersant was dissolved in advance, and mixed and stirred to obtain a slurry.
  • the obtained slurry was pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 120 minutes.
  • Li raw material and Ti raw material were added to the slurry, mixed and stirred, and a slurry having a solid content concentration of 40 wt% was prepared.
  • the mixture was further pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 120 minutes to obtain a pulverized slurry having an average particle size (D50) of 0.60 ⁇ m or less.
  • the obtained pulverized slurry was granulated and dried using a thermal spray dryer (spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.).
  • a twin jet nozzle is used for spraying, granulation drying is performed by adjusting the temperature so that the spray pressure is 0.14 MPa, the slurry supply rate is 400 ml / min, and the outlet temperature of the drying tower is 100 to 110 ° C. It was.
  • the obtained granulated powder was baked by using a stationary electric furnace in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa so as to maintain 940 ° C. for 37 hours, and then 740 ° C. in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa. Was heat treated to hold for 37 hours.
  • the calcined mass obtained by heat treatment was put in a mortar and crushed with a pestle, classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder.
  • the collected sediment was dried at 120 ° C. for 10 hours. Then, it dried for 7 hours in the state heated so that product temperature might be 500 degreeC. After drying, it was classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample).
  • this spinel type lithium manganese-containing composite oxide powder (KF moisture content: 100 ppm, sulfur content: 0.04%) was subjected to pressure heat treatment using a pressure furnace (manufactured by Hiroki Co., Ltd.). That is, 200 g of a sample was filled in a magnetic crucible, and this magnetic crucible was placed in a pressure furnace. Thereafter, oxygen gas (oxygen concentration 99%) was introduced into the pressurizing furnace, the oxygen partial pressure was adjusted to 0.20 MPa, and the overall pressure of the processing atmosphere was adjusted to 0.22 MPa. Heat to 730 ° C.
  • a pressure furnace manufactured by Hiroki Co., Ltd.
  • Example 10 In Example 9, as raw materials, lithium carbonate having an average particle diameter (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle diameter (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, and water having an average particle diameter (D50) of 22 ⁇ m Using nickel oxide, titanium oxide with an average particle diameter (D50) of 1 ⁇ m, aluminum hydroxide with an average particle diameter (D50) of 2 ⁇ m, and lithium tetraborate with an average particle diameter (D50) of 60 ⁇ m, the raw material weighed The B raw material was added to the slurry at the same timing as the Li raw material and the Ti raw material, mixed and stirred, the spray pressure during granulation drying was changed to 0.14 MPa, the slurry supply rate was 421 ml / min, and the oxygen-containing atmosphere
  • the spinel type lithium matrix was the same as in Example 9 except that the temperature of the pressure heat treatment was 720 ° C.
  • Example 10 a cancer-containing composite oxide powder (sample).
  • SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.
  • the addition amount of the dispersant was 6 wt% with respect to the total of the above-mentioned Li raw material, Ni raw material, and Mn raw material, and was sufficiently dissolved and mixed in ion-exchanged water.
  • the weighed raw material was added to the ion-exchanged water in which the dispersant was dissolved in advance, and mixed and stirred to prepare a slurry having a solid content concentration of 40 wt%.
  • the average particle size (D50) was adjusted to 0.60 ⁇ m or less by pulverizing at 1300 rpm for 120 minutes with a wet pulverizer.
  • the obtained pulverized slurry was granulated and dried using a thermal spray dryer (spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.). At this time, a twin jet nozzle is used for spraying, granulation drying is performed by adjusting the temperature so that the spray pressure is 0.19 MPa, the slurry supply amount is 350 ml / min, and the outlet temperature of the drying tower is 100 to 110 ° C. It was.
  • the obtained granulated powder was baked by using a stationary electric furnace in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa so as to maintain 950 ° C. for 37 hours, and then 750 ° C. in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa.
  • the fired powder obtained by the heat treatment was classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m, and the powder under the sieve was collected to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder.
  • they were Li: 3.9 wt%, Ni: 16.0 wt%, and Mn: 43.0 wt%.
  • An aqueous polycarboxylic acid ammonium salt solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was added as a dispersant to the ion-exchanged water.
  • the added amount of the dispersant was 6 wt% with respect to the total of the above-mentioned Li raw material, Ni raw material, Mn raw material, Ti raw material and B raw material, and was sufficiently dissolved and mixed in ion-exchanged water.
  • the weighed raw material was added to the ion-exchanged water in which the dispersant was dissolved in advance, and mixed and stirred to prepare a slurry having a solid content concentration of 40 wt%. Subsequently, the mixture was further pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 60 minutes to obtain a pulverized slurry having an average particle size (D50) of 0.60 ⁇ m or less.
  • D50 average particle size
  • the obtained pulverized slurry was granulated and dried using a thermal spray dryer (spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.). At this time, a twin jet nozzle is used for spraying, granulation drying is performed by adjusting the temperature so that the spray pressure is 0.33 MPa, the slurry supply amount is 350 ml / min, and the outlet temperature of the drying tower is 100 to 110 ° C. It was.
  • the obtained granulated powder was fired so as to maintain 880 ° C. for 37 hours in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa using a stationary electric furnace, and then 750 ° C. in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa. Was heat treated to hold for 37 hours.
  • the fired powder obtained by heat treatment was crushed with a pestle and classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder.
  • ⁇ Comparative Example 3 Lithium carbonate having an average particle size (D50) of 7 ⁇ m, electrolytic manganese dioxide having an average particle size (D50) of 23 ⁇ m and a specific surface area of 40 m 2 / g, nickel hydroxide having an average particle size (D50) of 22 ⁇ m, an average particle size ( D50) Each 2 ⁇ m of titanium oxide was weighed. An aqueous polycarboxylic acid ammonium salt solution (SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was added as a dispersant to the ion-exchanged water.
  • SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Co., Ltd.
  • the addition amount of the dispersant was 6 wt% with respect to the total of the above-mentioned Li raw material, Ni raw material, Mn raw material and Ti raw material, and was sufficiently dissolved and mixed in ion-exchanged water.
  • the weighed raw material was added to the ion-exchanged water in which the dispersant was dissolved in advance, and mixed and stirred to prepare a slurry having a solid content concentration of 40 wt%.
  • the mixture was pulverized with a wet pulverizer at 1300 rpm for 60 minutes to obtain a pulverized slurry having an average particle size (D50) of 0.60 ⁇ m or less.
  • the obtained pulverized slurry was granulated and dried using a thermal spray dryer (spray dryer, “RL-10” manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.). At this time, a twin jet nozzle is used for spraying, granulation drying is performed by adjusting the temperature so that the spray pressure is 0.46 MPa, the slurry supply rate is 250 ml / min, and the outlet temperature of the drying tower is 100 to 110 ° C. It was.
  • the obtained granulated powder was fired by using a static electric furnace in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.021 MPa so as to maintain 750 ° C. for 37 hours.
  • the obtained fired powder was crushed with a pestle and classified with a sieve having an opening of 53 ⁇ m to obtain a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powder (sample).
  • Sample When the chemical analysis of the sample was conducted, they were Li: 4.0 wt%, Ni: 15.2 wt%, Mn: 39.7 wt%, and Ti: 5.0%.
  • the water-soluble solvent used in the measurement was passed through a 60 ⁇ m filter, the solvent refractive index was 1.33, the particle permeability was transmissive, the particle refractive index was 2.46, the shape was non-spherical, and the measurement range was 0.133. ⁇ 704.0 ⁇ m, the measurement time was 30 seconds, and the average value measured twice was D50.
  • the specific surface area (SSA) of the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide powders (samples) obtained in the examples and comparative examples was measured as follows. First, 0.5 g of a sample (powder) is weighed in a glass cell for a flow method gas adsorption specific surface area measuring device MONOSORB LOOP (“Product Name MS-18” manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.), and the MONOSORB LOOP pretreatment is performed. In the apparatus, the inside of the glass cell was replaced with nitrogen gas for 5 minutes at a gas amount of 30 mL / min, and then heat treatment was performed at 250 ° C. for 10 minutes in the nitrogen gas atmosphere. Then, the sample (powder) was measured by the BET single point method using the MONOSORB LOOP. The adsorbed gas at the time of measurement was a mixed gas of 30% nitrogen: 70% helium.
  • the amount of water released into the tube is “170 ° C. to 300 ° C. KF moisture (ppm)”, the “room temperature to 170 ° C. KF moisture amount (ppm)” and the “170 ° C. to 300 ° C. KF moisture amount (ppm) ) ”Was defined as“ KF water content (ppm) ”.
  • the XRD measurement was performed under the following measurement condition 1 using an apparatus name “Ultima IV, manufactured by Rigaku Corporation” to obtain an XRD pattern.
  • Crystal phase information was determined for the obtained XRD pattern using integrated powder X-ray analysis software PDXL (manufactured by Rigaku Co., Ltd.), and refined by a WPPF (Whole powder pattern fitting) method.
  • the crystal phase information is attributed to cubic crystals of the space group Fd-3m (Origin Choice 2), Li at the 8a site, Mn at the 16d site, M1 element, M2 element, and the excess Li component at the 32e site.
  • Rwp is more preferably less than 8, more preferably less than 6, and S is more preferably less than 2.3, and even more preferably less than 2.1.
  • the fact that the observed intensity and the calculated intensity are in good agreement means that the obtained sample is not limited to the space group and has a high reliability with a spinel crystal structure.
  • XRD measurement condition 1 Radiation source: CuK ⁇ (line focal point), wavelength: 1.541836 ⁇ Operation axis: 2 ⁇ / ⁇ , Measurement method: Continuous, Count unit: cps Start angle: 15.0 °, end angle: 120.0 °, integration count: 1 sampling width: 0.01 °, scan speed: 1.0 ° / min Voltage: 40 kV, current: 40 mA Divergence slit: 0.2 mm, Divergence length restriction slit: 2 mm Scattering slit: 2 °, light receiving slit: 0.15 mm Offset angle: 0 ° Goniometer radius: 285 mm, optical system: concentrated method attachment: ASC-48 Slit: D / teX Ultra slit detector: D / teX Ultra Incident monochrome: CBO Ni-K ⁇ filter: No rotation speed: 50 rpm
  • the XRD measurement was performed under the following measurement condition 2 using an apparatus name “Ultima IV, manufactured by Rigaku Corporation” to obtain an XRD pattern.
  • XRD measurement condition 2 Radiation source: CuK ⁇ (line focal point), wavelength: 1.541836 ⁇ Operation axis: 2 ⁇ / ⁇ , Measurement method: Continuous, Count unit: cps Start angle: 14.0 °, end angle: 16.5 °, number of integrations: 15 sampling width: 0.01 °, scan speed: 0.1 ° / min Voltage: 40 kV, current: 40 mA Divergence slit: 0.2 mm, Divergence length restriction slit: 2 mm Scattering slit: 2 °, light receiving slit: 0.15 mm Offset angle: 0 ° Goniometer radius: 285 mm, optical system: concentrated method attachment: ASC-48 Slit: D / teX Ultra slit detector: D / teX Ultra Incident monochrome: CBO Ni-K ⁇ filter: No rotation speed: 50 rpm
  • the presence or absence of a peak was determined as follows. That is, the average value of cps with 2 ⁇ of 14.0-14.5 ° and 16.0 ° to 16.5 ° is the background (BG) intensity A, and the maximum value of cps of 14.5 to 16.0 If the difference (B ⁇ A) is 25 cps or more when the peak intensity B is, a peak is present. Since it is considered that the effect of the present invention can be enjoyed as the difference is larger, it is preferably 30 cps or more, more preferably 40 cps or more, and further preferably 50 cps or more.
  • the coating machine After coating this positive electrode mixture slurry on an aluminum foil as a current collector at a conveying speed of 20 cm / min using a coating machine, the coating machine is used to hold 70 ° C. for 2 minutes. After heating as described above, drying was performed so as to hold 120 ° C. for 2 minutes to form a positive electrode mixture layer to obtain an aluminum foil with a positive electrode mixture layer.
  • the aluminum foil with the positive electrode mixture layer was punched out to 13 mm ⁇ after punching the electrode into a size of 50 mm ⁇ 100 mm and using a roll press machine to press and dense with a press linear pressure of 3 t / cm. Next, in a vacuum state, the mixture was heated from room temperature to 200 ° C.
  • the negative electrode is a metal Li of ⁇ 14 mm ⁇ thickness 0.6 mm, and a separator (made of a porous polyethylene film) impregnated with an electrolytic solution in which LiPF 6 is dissolved to 1 mol / L in a carbonate-based mixed solvent is placed, A 2032 type coin battery was produced.
  • a positive electrode for a coin battery was prepared in the same manner as described above.
  • a negative electrode sheet coated with natural spherical graphite (Piotrek Co., Ltd., electrode capacity 1.6 mAh / cm 2 ) was used and punched out to a size of ⁇ 14 mm.
  • a separator (made of a porous polyethylene film) impregnated with an electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at 1 mol / L was placed in a carbonate-based mixed solvent to prepare a 2032 type coin battery.
  • initial activation was performed by the method described below.
  • the battery was charged at a constant current and a constant potential to 4.9 V at 0.1 C at 25 ° C., and then discharged at a constant current to 2.9 V at 0.1 C. This was repeated for 3 cycles.
  • the actually set current value was calculated from the content of the positive electrode active material in the positive electrode.
  • a charge / discharge test was performed by the method described below using the coin battery after initial activation as described above, and the high-temperature cycle life characteristics were evaluated. Place the cell in an environmental testing machine set so that the environmental temperature for charging and discharging the battery is 45 ° C., prepare to charge and discharge, and let it stand for 4 hours so that the cell temperature becomes the environmental temperature, then charge and discharge range was 4.9 V to 2.9 V, charge was performed at a constant current of 0.1 C constant current, and discharge was performed at a constant current of 0.1 C for one cycle, and then charge and discharge cycles were performed 200 times at 1 C. The C rate was calculated based on the discharge capacity at the third cycle at 25 ° C. during initial activation.
  • Table 1 shows the high temperature cycle life characteristic values of the examples and the comparative examples as relative values when the high temperature cycle life characteristic value of the comparative example 2 is 100.
  • the coating machine After coating this positive electrode mixture slurry on an aluminum foil as a current collector at a conveying speed of 20 cm / min using a coating machine, the coating machine is used to hold 70 ° C. for 2 minutes. After heating as described above, drying was performed so as to hold 120 ° C. for 2 minutes to form a positive electrode mixture layer to obtain an aluminum foil with a positive electrode mixture layer.
  • the aluminum foil with the positive electrode mixture layer is punched into a size of 50 mm ⁇ 100 mm, and then pressed and dense at a press line pressure of 3 t / cm using a roll press machine, and then punched into a 40 mm ⁇ 29 mm square. It was. Next, in a vacuum state, the mixture was heated from room temperature to 200 ° C. and dried by heating so as to be held at 200 ° C. for 6 hours to obtain a positive electrode.
  • the positive electrode sheet obtained above and a negative electrode sheet coated with natural spherical graphite (Piotrek Co., Ltd., electrode capacity 1.6 mAh / cm 2 ) were cut into a size of 3.1 cm ⁇ 4.2 cm to form a negative electrode.
  • a separator type battery porous polyethylene film impregnated with an electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at 1 mol / L in a carbonate-based mixed solvent was placed between the negative electrode and the negative electrode to produce a laminate type battery.
  • the M element in the following Table 1 means a constituent element of the spinel-type lithium manganese-containing composite oxide other than Li, Mn, and O.
  • the lithium manganese-containing composite oxide obtained after the firing and the finally obtained lithium manganese-containing composite oxide were measured in the space group Fd-3m (Origin Choice 2) by XRD measurement in any of Examples 1 to 10. Fitting with a cubic crystal structure model, it was confirmed that Rwp and S representing the degree of coincidence between the observed intensity and the calculated intensity are 5V class spinels with Rwp ⁇ 10 or S ⁇ 2.5. Further, it was confirmed to be a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide having a peak in an XRD pattern (2 ⁇ is 14.5 to 16.0 °). Also, from the results of the battery performance evaluation test, in any of Examples 1 to 10, the finally obtained lithium manganese-containing composite oxide had an operating potential of 4.5 V or more at the metal Li reference potential. It was confirmed that there was.
  • the overall pressure of the processing atmosphere is higher than atmospheric pressure after firing in the manufacturing process of the 5V-class spinel type lithium manganese-containing composite oxide.
  • a spinel-type lithium manganese-containing composite oxide heated to a temperature higher than 500 ° C. and lower than 850 ° C. in a treatment atmosphere having a pressure and an oxygen partial pressure in the atmosphere higher than the oxygen partial pressure in the atmosphere,
  • oxygen is taken into the structure and a stable crystal structure can be obtained.

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Abstract

高電位容量域の拡大とガス発生の抑制を両立させることができる、新たな５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法を提案する。　金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を有するスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法において、ＫＦ水分が２％以下であり、かつ、ＩＣＰにより分析される硫黄含有量が０．３４ｗｔ％未満であるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が大気中の酸素分圧よりも高い処理雰囲気において、５００℃より高く８５０℃より低い温度で熱処理する加圧熱処理工程を備えたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法を提案する。

Description

５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法
　本発明は、リチウム二次電池の正極活物質として用いることができるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物、中でも、金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を有する５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法に関する。
　リチウム二次電池は、エネルギー密度が大きく、寿命が長いなどの特徴を有している。そのため、リチウム二次電池は、ビデオカメラ等の家電製品や、ノート型パソコン、携帯電話機等の携帯型電子機器、パワーツールなどの電動工具などの電源として広く用いられており、最近では、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などに搭載される大型電池へも応用されている。
　リチウム二次電池は、充電時には正極からリチウムがイオンとして溶け出して負極へ移動して吸蔵され、放電時には逆に負極から正極へリチウムイオンが戻る構造の二次電池であり、その高いエネルギー密度は正極材料の電位に起因することが知られている。
　この種のリチウム二次電池の正極活物質としては、層構造をもつＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎＯ2などのリチウム遷移金属酸化物のほか、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉ0.5Ｍｎ1.5Ｏ4などのマンガン系のスピネル構造（Ｆｄ-３ｍ）を有するスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物が知られている。
　この種のスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物は、原料価格が安く、毒性がなく安全であり、しかも過充電に強い性質を有することから、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの大型電池用の次世代正極活物質として着目されている。また、３次元的にＬｉイオンの挿入・脱離が可能なスピネル型リチウム遷移金属酸化物（ＬＭＯ）は、層構造をもつＬｉＣｏＯ2などのリチウム遷移金属酸化物に比べて出力特性に優れているため、ＥＶ用電池、ＨＥＶ用電池などのように優れた出力特性が要求される用途に利用が期待されている。
　中でも、ＬｉＭｎ2Ｏ4におけるＭｎサイトの一部を他の遷移金属（Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ）で置換することで、５Ｖ付近に作動電位を持つことが知られるようになり、現在、金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を有する５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の開発が行われている。
　例えば特許文献１には、５Ｖ級の起電力を示すリチウム二次電池の正極活物質として、スピネル型リチウムマンガン複合酸化物にクロムを必須添加成分とし、さらにニッケルまたはコバルトを添加してなる高容量スピネル型リチウムマンガン複合酸化物正極活物質が開示されている。
　特許文献２には、Ｌｉ金属に対して４．５Ｖ以上の電位で充放電を行うスピネル構造の結晶ＬｉＭｎ２－ｙ－ｚＮｉｙＭｚＯ４（但し、Ｍ：Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｕよりなる群から選ばれた少なくとも一種、０．２５≦ｙ≦０．６、０≦ｚ≦０．１）が開示されている。
　特許文献３には、４．５Ｖ以上もの起電力を発生し、且つ放電容量を維持することができる正極活物質として、一般式：Ｌｉａ（ＭｘＭｎ２－ｘ－ｙＡｙ）Ｏ４（式中、０．４＜ｘ、０＜ｙ、ｘ＋ｙ＜２、０＜ａ＜１．２である。Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕよりなる群から選ばれ、少なくともＮｉを含む一種以上の金属元素を含む。Ａは、Ｓｉ、Ｔｉから選ばれる少なくとも一種の金属元素を含む。但し、ＡがＴｉだけを含む場合には、Ａの比率ｙの値は、０．１＜ｙである。）で表されるスピネル型リチウムマンガン複合酸化物を含むことを特徴とする二次電池用正極活物質が開示され、その製造方法として、原料を秤量して混合し、混合粉を６００～９５０℃の温度で、空気中又は酸素中で焼成することによって正極活物質を得る方法が開示されている。
　特許文献４には、金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を有するスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物において、ＬｉＭｎ2Ｏ4-δにおけるＭｎサイトの一部を、Ｌｉと、Ｎｉを含む金属元素Ｍ1（Ｍ1はＮｉ、Ｃｏ及びＦｅのうちの少なくとも一種を含む金属元素である）と、他の金属元素Ｍ2（Ｍ2はＴｉであるか、又は、ＴｉとＭｇ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｒ及びＮｂのうちの少なくとも一種とを含む金属元素である）とで置換してなる結晶相を含有するスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物であって、Ｎｉ、Ｍｎ及びＢを含む複合酸化物相を含有することを特徴とするスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物が開示されている。
　特許文献５には、Ｌｉ[ＮｉyＭｎ2-(a+b)-y-zＬｉaＴｉｂＭz]Ｏ4（式中、０≦z≦0.3、0.3≦y＜0.6であって、Ｍ＝Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＣｏからなる群のうちから少なくとも１つ以上選ばれる金属元素）で示されるマンガン系スピネル型リチウム遷移金属酸化物であって、前記式において、ａ＞０であり、ｂ＞０であり、２-（ａ+ｂ）-ｙ-ｚ＜１．７であり、かつ３≦ｂ／ａ≦８であることを特徴とするマンガン系スピネル型リチウム遷移金属酸化物が開示されている。
　また、特許文献６には、リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法に関し、結晶子サイズを大きくすることができ、それでいて結晶構造の歪みを抑制することができるリチウム遷移金属酸化物の製造方法として、原料を混合する工程、焼成する工程、熱処理する工程を備えたリチウム遷移金属酸化物の製造方法において、酸素分圧０．０１５ＭＰａ～０．１５ＭＰａの雰囲気下にて８５０℃以上で焼成した後、酸素分圧０．０３ＭＰａ以上の雰囲気下にて、第１次酸素放出温度±５０℃の温度で熱処理することを特徴とするリチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法が開示されている。
特開平１１―７３９６２号公報 特開２０００－２３５８５７号公報 特開２００３－１９７１９４号公報 特開２０１４－１３０８５１号公報 特開２０１４－１６６９５１号公報 ＷＯ２０１１／００２０７４号公報
　４．５Ｖ以上の作動電位を有する５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物は、４Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物では殆ど生じない課題、すなわち、電解液との反応により発生するガスの発生量が多いという特徴的な課題を抱えていた。
　５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン複合酸化物を使用すると、４．５Ｖ付近のプラトー領域を拡大し、高電位容量域を拡張することができ、エネルギー密度を高くすることができる一方、ガスの発生量が増加することが分かってきた。そのため、５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物に関しては、高電位容量域を拡張してエネルギー密度を高くすることと、ガスの発生量を抑えることを両立させることが困難であった。
　そこで、本願発明は、５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法に関して、かかる観点から、高電位容量域の拡大とガス発生の抑制を両立させることができる、新たな製造方法を提供せんとするものである。
　本発明は、金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を有するスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法において、カールフィッシャー水分測定装置で測定される室温～３００℃範囲の水分量（「ＫＦ水分」と称する）が２％以下であり、かつ、ＩＣＰにより分析される硫黄含有量が０．３４ｗｔ％未満であるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が大気中の酸素分圧よりも高い処理雰囲気において、５００℃より高く８５０℃より低い温度で熱処理する加圧熱処理工程を備えたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法を提案する。
　本発明が提案する製法によれば、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が大気中の酸素分圧よりも高い処理雰囲気下で熱処理することによって、ガス発生を抑えることができると共に、４．５Ｖ付近のプラトー領域を拡大させることができ、高電位容量域を拡大させることができるため、エネルギー密度の向上を図ることもできる。このように、本発明が提案する製法によれば、高電位容量域の拡大とガス発生の抑制を両立させることができる。
　次に、本発明を実施するための形態例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明が次に説明する実施形態に限定されるものではない。
＜本５Ｖ級スピネル＞
　本発明の実施形態の一例に係るスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物（「本５Ｖ級スピネル」と称する）は、空間群Ｆｄ－３ｍ（Ｏｒｉｇｉｎ　Ｃｈｏｉｃｅ２）の立方晶の結晶構造モデルとフィッティングし、観測強度と計算強度の一致の程度を表わすＲｗｐ、ＳがＲｗｐ＜１０、またはＳ＜２．５である５Ｖ級スピネルであって、金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を有する５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物である。
　本５Ｖ級スピネルは、Ｌi、Ｍｎ及びＯと、これら以外の２種以上の元素と、を含むものであればよい。
　この際、「これら以外の２種以上の元素」のうちの少なくとも１元素は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される元素であり、他の１元素は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ及びＮｂからなる群から選択される元素であるのが好ましい。
　本５Ｖ級スピネルとしては、ＬｉＭｎ2Ｏ4-δにおけるＭｎサイトの一部を、Ｌｉと、金属元素Ｍ1と、他の金属元素Ｍ2とで置換してなる結晶構造を有するスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を含むものを挙げることができる。
　上記金属元素Ｍ1は、主に金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を発現させるのに寄与する置換元素であり、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅなどを挙げることができ、これらのうち少なくとも一種を含んでいればよく、Ｍ1として他の金属元素を含んでいてもよい。
　金属元素Ｍ2は、主に結晶構造を安定化させて特性を高めるのに寄与する置換元素であり、例えば容量維持率向上に寄与する置換元素として、例えばＭｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ及びＮｂなどを挙げることができる。これらＭｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ及びＮｂのうちの少なくとも一種を含んでいればよく、Ｍ2として他の金属元素を含んでいてもよい。
　本５Ｖ級スピネルの一例として、式（１）：Ｌｉ[ＬｉaＭｎ2-a-b-cＭ1bＭ2c]Ｏ4-δで示されるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を含むものを挙げることができる。式（１）におけるＭ1及びＭ2は上述のとおりである。
　上記式（１）において、「ａ」は、０．００～０．２０であればよく、中でも０．０１以上或いは０．１０以下、その中でも０．０２以上或いは０．０８以下であるのがより一層好ましい。
　Ｍ1の含有量を示す「b」は、０．２０～１．２０であればよく、中でも０．３０以上或いは１．１０以下、その中でも０．３５以上或いは１．０５以下であるのがより一層好ましい。
　Ｍ2の含有量を示す「ｃ」は、０．００１～０．４００であればよく、中でも０．００２以上或いは０．４００以下、その中でも０．００５以上或いは０．３０以下、さらにその中でも０．１０以上であるのがより一層好ましい。特に０．１０以上とすることで、より効果的にガス発生量を抑えることができる。
　なお、上記各式における「４－δ」は、酸素欠損を含んでいてもよいことを示しており、酸素の一部がフッ素で置換されていてもよい。
　但し、本５Ｖ級スピネルは、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｍ1、Ｍ2及びＯ以外の他の成分を含有してもよい。特にその他の元素をそれぞれ０．５重量％以下であれば含んでいてもよい。この程度の量であれば、本５Ｖ級スピネルの性能にほとんど影響しないと考えられるからである。
　また、本５Ｖ級スピネルの一例として、式（２）：Ｌｉ[ＬｉaＭｎ2-a-b-cＮｉbＭ2c]Ｏ4-δで示されるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を含むものを挙げることができる。
　式（２）において、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」及び「４－δ」は、上記式（１）のそれぞれと同様である。
　また、式（２）におけるＭ2としては、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｂなどを好ましい例として挙げることができ、これらＭｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｂのうちの少なくとも一種を含んでいればよく、Ｍ2として他の金属元素を含んでいてもよい。　
　式（２）において、「ａ」は、０．００～０．２０であればよく、中でも０．０１以上或いは０．１０以下、その中でも０．０２以上或いは０．０８以下であるのがより一層好ましい。
　Ｍ1の含有量を示す「b」は、０．２０～０．７０であればよく、中でも０．３０以上或いは０．６０以下、その中でも０．３５以上或いは０．５５以下、さらにその中でも０．４９以下であるのがより一層好ましい。特に、０．４９以下とすることで、より効果的に高電位範囲のサイクル特性を向上させることができる。
　Ｍ2の含有量を示す「ｃ」は、０．００１～０．４００であればよく、中でも０．００２以上或いは０．４００以下、その中でも０．００５以上或いは０．３００以下、さらにその中でも０．１０以上であるのがより一層好ましい。特に、０．１０以上とすることで、より効果的にガス発生量を抑えることができる。
　また、本５Ｖ級スピネルは、Ｂを含有していてもよい。この際、Ｂの存在状態としては、スピネルの結晶相のほかに、Ｎｉ、Ｍｎ及びＢを含む複合酸化物相を含有していてもよい。
　Ｎｉ、Ｍｎ及びＢを含む前記複合酸化物相としては、例えばＮｉ5ＭｎＯ4（ＢＯ3）2の結晶相を挙げることができる。
　Ｎｉ5ＭｎＯ4（ＢＯ3）2の結晶相を含有することは、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により得られた回折パターンを、ＰＤＦ（Ｐｏｗｄｅｒ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　Ｆｉｌｅ）番号「０１－０７９－１０２９」と照合することにより確認することができる。
　Ｎｉ、Ｍｎ及びＢを含む前記複合酸化物は、本５Ｖ級スピネル粒子の表面や粒界に存在しているものと推察される。
　Ｎｉ、Ｍｎ及びＢを含む前記複合酸化物相の含有量に関しては、本５Ｖ級スピネル中のＢ元素の含有量が０．０２～０．８０質量％となるように前記複合酸化物相を含有するのが好ましく、中でも０．０５質量％以上或いは０．６０質量％以下、その中でも０．３０質量％以下、特に０．２５質量％以下となるように前記複合酸化物相を含有するのがさらに好ましい。
　Ｂ元素の含有量が０．０２質量％以上であれば、高温（例えば４５℃）での放電容量を維持することができ、Ｂ元素の含有量が０．８０質量％以下であればレート特性を維持することができるから、好ましい。
＜本５Ｖ級スピネルの製造方法＞
　本５Ｖ級スピネルの製造方法の一例として、加圧熱処理工程を備えた製造方法を挙げることができる。
　本５Ｖ級スピネルの製造方法としては、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物、好ましくは５Ｖスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を被処理物とする加圧熱処理工程を備えていればよい。この際、被処理物としてのスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物は、後述するように原料から製造してもよいし、本５Ｖ級スピネルの製造方法とは別に製造された物を入手して該被処理物として使用してもよい。
　本５Ｖ級スピネルの製造方法の一例として、原料混合工程、焼成工程及び加圧熱処理工程をこの順に備えると共に、さらに洗浄工程を備えた製造方法を挙げることができる。この際、洗浄工程は適宜順序で挿入することが可能である。例えば、原料混合工程の前に、原料混合工程の後に、焼成工程の前に、焼成工程の後に、加圧熱処理工程の前に、又は、焼成工程の後に挿入することも可能であるし、複数回洗浄工程を実施することも可能である。
　また、上記工程の他に、他の工程を追加することも可能である。例えば、湿式粉砕工程、造粒工程、熱処理工程、その他の工程などをさらに追加することが可能である。また、各工程後に解砕して分級する解砕・分級工程を挿入することなどは必要に応じて実施するのが好ましい。
（原料）
　ここでは、式（１）：Ｌｉ[ＬｉaＭｎ2-a-b-cＭ1bＭ2c]Ｏ4-δ又は式（２）：Ｌｉ[ＬｉaＭｎ2-a-b-cＮｉbＭ2c]Ｏ4-δで示されるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を含有するものを製造するための原料について説明する。
　但し、本発明の製造対象である本５Ｖ級スピネルは、上記式（１）（２）で示されるものに限定されるものではないから、原料は適宜変更可能である。
　式（１）：Ｌｉ[ＬｉaＭｎ2-a-b-cＭ1bＭ2c]Ｏ4-δ又は式（２）：Ｌｉ[ＬｉaＭｎ2-a-b-cＮｉbＭ2c]Ｏ4-δで示されるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を製造するための原料としては、リチウム原料、マンガン原料、Ｍ1金属原料、Ｍ2金属原料、その他例えばホウ素原料などを挙げることができる。
　リチウム原料としては、例えば水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ3）、ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）、その他脂肪酸リチウムやリチウムハロゲン化物等を挙げることができる。
　マンガン原料としては、例えば炭酸マンガン、硝酸マンガン、塩化マンガン、二酸化マンガン、三酸化二マンガン、四酸化三マンガン等を挙げることができ、中でも炭酸マンガン、二酸化マンガンが好ましい。その中でも、電解法によって得られる電解二酸化マンガンが特に好ましい。
　Ｍ1金属原料及びＭ2金属原料としては、Ｍ1又はＭ2金属の炭酸塩、硝酸塩、塩化物、オキシ水酸化塩、水酸化物などを挙げることができる。
　また、原料中にホウ素化合物を配合することもできる。
　ホウ素化合物としては、ホウ素（Ｂ元素）を含有する化合物であればよく、例えばホウ酸或いはホウ酸リチウムを使用するのが好ましい。ホウ酸リチウムとしては、例えばメタ硼酸リチウム（ＬｉＢＯ2）、四硼酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、五硼酸リチウム（ＬｉＢ5Ｏ8）及び過硼酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ2Ｏ5）等の各種形態のものを用いることが可能である。
　このようなホウ素化合物を配合すると、本５Ｖ級スピネルの結晶相のほかに、Ｎｉ、Ｍｎ及びＢを含む前記複合酸化物相、例えばＮｉ5ＭｎＯ4（ＢＯ3）2の結晶相が生じることがある。
（洗浄工程）
　洗浄工程に供する被処理物は、例えば、原料混合前の各原料、原料混合後の原料混合粉、加圧熱処理後の処理粉末、焼成工程で得られた処理物、さらには、後述する解砕・分級工程で得られた処理粉末であってもよい。これらのうちの一種類又は二種類以上を洗浄してもよい。
　洗浄工程では、被処理物（粉末）を、極性溶媒と接触させて、粉末中に含まれる不純物を離脱させるように洗浄するのが好ましい。
　例えば、極性溶媒と混合し攪拌してスラリーとし、得られたスラリーをろ過などによって固液分離して不純物を除去するようにすればよい。この際、固液分離は後工程で行ってもよい。
　なお、スラリーとは、極性溶媒中に処理粉末が分散した状態を意味する。
　洗浄に用いる極性溶媒としては、水を用いるのが好ましい。
　水としては、市水でもよいが、フィルターまたは湿式磁選機を通過させたイオン交換水や純水を用いるのが好ましい。
　水のｐＨは４～１０であるのが好ましく、中でも５以上或いは９以下であるのがさらに好ましい。
洗浄時の液温に関しては、洗浄時の液温が低ければ電池特性がより良好になることが確認されているため、かかる観点から、５～７０℃であるのが好ましく、中でも６０℃以下であるのがより一層好ましく、その中でも特に４５℃以下であるのがより一層好ましい。さらには特に３０℃以下であるのがより一層好ましい。
　洗浄時の液温が低ければ電池特性がより良好になる理由は、液温が高過ぎると、リチウムマンガン含有複合酸化物中のリチウムがイオン交換水のプロトンとイオン交換してリチウムが抜けて高温特性に影響するためであると推定できる。
　被処理物（粉末）と接触させる極性溶媒の量については、極性溶媒に対するリチウムマンガン含有複合酸化物の質量比（「スラリー濃度」とも称する）が１０～７０ｗｔ％となるように調整するのが好ましく、中でも２０ｗｔ％以上或いは６０ｗｔ％以下、その中でも３０ｗｔ％以上或いは５０ｗｔ％以下となるように調整するのがより一層好ましい。極性溶媒の量が１０ｗｔ％以上であれば、ＳＯ4などの不純物を溶出させることが容易であり、逆に６０ｗｔ％以下であれば、極性溶媒の量に見合った洗浄効果を得ることができる。
　なお、原料混合前の各原料、及び、原料混合後の原料混合粉を洗浄する場合には、各原料又は原料混合粉を洗浄液に投入して撹拌後、静置して上澄み液を除去するなどの方法を採用すればよい。
　また、焼成工程で得られた処理物、すなわちスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を洗浄する際は、洗浄液に投入して撹拌後、静置して上澄み液を除去すればよい。例えば、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を洗浄液に投入して２０分撹拌後、１０分静置して上澄み液中に含まれるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を除去するのが好ましい。このように洗浄することで、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の不純物量、例えば硫黄含有量を低下させることができる。
　また、加圧熱処理後の処理物を洗浄する際は、加圧熱処理して得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を洗浄液に投入して撹拌後、静置して上澄み液を除去すればよい。例えば、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を洗浄液に投入して２０分撹拌後、１０分静置して上澄み液中に含まれるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を除去するのが好ましい。
（原料の混合工程）
　原料の混合は、原料を均一に混合できれば、その方法を特に限定するものではない。例えばミキサー等の公知の混合機を用いて各原料を同時又は適当な順序で加えて湿式又は乾式で攪拌混合して原料混合粉とすればよい。置換しにくい元素、例えばアルミニウムなどを添加する場合には湿式混合を採用するのが好ましい。
　乾式混合としては、例えば高速で該原料混合粉を回転させる精密混合機を使用した混合方法を例示することができる。
　他方、湿式混合としては、水や分散剤などの液媒体に上記原料混合粉を加えて湿式混合してスラリー化させる方法を挙げることができる。
（湿式粉砕工程）
　湿式粉砕工程では、原料を水などの液媒体に投入して粉砕すればよい。原料を混合する前に湿式粉砕することもできるし、原料混合後に湿式粉砕することもできる。
　原料混合後に湿式粉砕する場合は、上記のように、水や分散剤などの液媒体に上記原料混合粉を加えて湿式混合してスラリー化させた後、得られたスラリーを湿式粉砕機で粉砕すればよい。この際、特にサブミクロンオーダーまで粉砕するのが好ましい。サブミクロンオーダーまで粉砕した後、造粒及び焼成することにより、焼成反応前の各粒子の均一性を高めることができ、反応性を高めることができる。
　他方、原料を混合する前に湿式粉砕する場合には、上記各原料をそれぞれ湿式粉砕し、混合した後、必要に応じてさらに湿式粉砕すればよい。
　各原料をそれぞれ粉砕する場合には、原料混合時の均質性を高めるため、原料を混合する前に予め、Ｄｍａｘが大きい原料を先に粉砕しておくことが好ましい。例えばニッケル化合物を、必要に応じてニッケル化合物とマンガン化合物を、粉砕及び分級して、ニッケル化合物やマンガン化合物の最大粒径（Ｄｍａｘ）が１０μｍ以下、中でも５μｍ以下、その中でも４μｍ以下になるように調整するのが好ましい。
（造粒工程）
　上記の如く混合した原料は、必要に応じて所定の大きさに造粒した後、焼成するのが好ましい。但し、必ずしも造粒しなくてもよい。
　造粒方法は、前工程で粉砕された各種原料が造粒粒子内で分散していれば、湿式でも乾式でもよく、押し出し造粒法、転動造粒法、流動造粒法、混合造粒法、噴霧乾燥造粒法、加圧成型造粒法、或いはロール等を用いたフレーク造粒法でもよい。但し、湿式造粒した場合には、焼成前に充分に乾燥させることが必要である。
　乾燥方法としては、噴霧熱乾燥法、熱風乾燥法、真空乾燥法、フリーズドライ法などの公知の乾燥方法によって乾燥させればよく、中でも噴霧熱乾燥法が好ましい。噴霧熱乾燥法は、熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー）を用いて行なうのが好ましい。熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー）を用いて造粒することにより、粒度分布をよりシャープにすることができるばかりか、丸く凝集してなる凝集粒子（２次粒子）を含むように２次粒子の形態を調製することができる。
（焼成工程）
　前記焼成工程では、酸素分圧が０．０１５ＭＰａ～０．１５ＭＰａの雰囲気下、例えば大気雰囲気下で焼成を行うのが好ましい。
　酸素分圧が０．１５ＭＰａより高いと、結晶成長を促進させることができず、結晶子サイズを大きくすることができない。また、後述するように、焼成によって結晶成長を促すためには、雰囲気の酸素分圧が低い方が好ましいが、焼成する際の酸素分圧が低過ぎると、酸素欠損が増大して熱処理によっても歪みを回復させることができなくなるため、酸素分圧０．０１５ＭＰａ以上で焼成するのが好ましい。
　かかる観点から、焼成時の酸素分圧は０．０１５ＭＰａ～０．１３ＭＰａであるのがさらに好ましく、特に０．０１５ＭＰａ～０．１２ＭＰａ、中でも０．０１５ＭＰａ以上、或いは０．０８ＭＰａ未満、その中でも特に０．０１５ＭＰａ以上、或いは０．０６１ＭＰａ未満であるのがさらに好ましい。
　焼成温度は、高温焼成することにより、比表面積を低下させることができるため、７７０℃より高温、中でも８００℃以上、特に８５０℃以上で焼成することが好ましい。但し、焼成温度が高すぎると、酸素欠損が増大して熱処理によっても歪みを回復させることができなくなる可能性があるため、１０００℃以下、中でも９８０℃以下で焼成するのが好ましい。
　なお、この焼成温度とは、焼成炉内の焼成物に熱電対を接触させて測定される焼成物の品温を意味する。
　焼成時間、すなわち上記焼成温度を保持する時間は、焼成温度にもよるが、０．５時間～１００時間とすればよい。
　焼成炉の種類は特に限定するものではない。例えばロータリーキルン、静置炉、その他の焼成炉を用いて焼成することができる。
　なお、ホウ素化合物やフッ素化合物のように、焼成時の反応性を高める物質が共存する場合、低温でも比表面積を低下させることができる。そのような場合、焼成温度は７７０℃より高い温度で焼成することが好ましく、中でも８００℃以上、その中でも特に８５０℃以上で焼成することがより好ましい。但し、焼成温度が高すぎると、酸素欠損が増大して熱処理によっても歪みを回復させることができなくなる可能性があるため、９８０℃以下で焼成するのが好ましく、中でも９６０℃以下で焼成するのがより好ましい。
　他方、上記のような焼成時に反応性を高める物質が共存しない場合は、８００℃より高温で焼成することが好ましく、中でも８４０℃以上、その中でも特に８８０℃以上で焼成することがより好ましい。但し、焼成温度が高すぎると、酸素欠損が増大して熱処理によっても歪みを回復させることができなくなる可能性があるため、１０００℃以下で焼成するのが好ましく、中でも９８０℃以下で焼成するのがより好ましい。
（加圧熱処理工程）
　加圧熱処理工程に供する被処理物は、カールフィッシャー水分測定装置（「ＫＦ水分測定装置」とも称する）で測定される「室温～３００℃範囲のＫＦ水分」が２％以下であり、かつ、ＩＣＰにより分析される硫黄含有量が０．３４ｗｔ％未満であるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物であるのが好ましい。
　前記ＫＦ水分が２％より大きいと、加圧炉内雰囲気が多量の水蒸気を含むこととなり、所望とする熱処理雰囲気を作れない可能性がある。また、水分を多量に含んだ状態で、熱処理することにより、表面水分と５ＶスピネルのＬｉがプロトン交換を起こすなどの副反応が起こる可能性がある。
　かかる観点から、前記ＫＦ水分は１％以下であるのが好ましく、特に５０００ｐｐｍ未満、中でも２０００ｐｐｍ、その中でもさらに１０００ｐｐｍ以下が好ましい。
　他方、硫黄含有量が０．３４ｗｔ％以上ということは、表面に多量のＮａ２ＳＯ４やＬｉ２ＳＯ４などの硫酸塩が存在することになり、熱処理効果が妨げられる可能性がある。かかる観点から、硫黄含有量は０．３４ｗｔ％未満であるのが好ましく、特に０．２８ｗｔ％未満が好ましい。
　このようなＫＦ水分及び硫黄含有量を有するスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物は、例えば焼成工程や洗浄工程の条件を調整することで得ることができる。例えば、混合前原料を６００℃以上の高温で焼成したり、混合前原料を洗浄したり、焼成工程で得られた処理物、すなわちスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を洗浄したりることで、硫黄含有量を０．３４ｗｔ％未満にすることができる。他方、例えば、焼成工程で８００℃以上の高温で焼成したりすることで、ＫＦ水分量を２％以下にすることができる。
　なお、ＫＦ水分測定装置で測定される「室温～３００℃範囲のＫＦ水分」とは、ＫＦ水分測定装置の測定室内を窒素雰囲気として１７０℃に加熱した後、該測定室内にサンプルを入れて、該サンプルを１７０℃で４５分間静置した際に放出される水分量を測定して「室温～１７０℃のＫＦ水分（ｐｐｍ）」を得た後、続いて３００℃まで昇温し、該サンプルを３００℃で４５分間静置した際に放出される水分量を測定して「１７０℃～３００℃のＫＦ水分（ｐｐｍ）」を得、前記「室温～１７０℃のＫＦ水分量（ｐｐｍ）」と前記「１７０℃～３００℃のＫＦ水分量（ｐｐｍ）」とを合計して求めることができる。
　加圧熱処理工程では、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が大気中の酸素分圧よりも高い処理雰囲気おいて、５００℃より高く８５０℃より低い温度で熱処理するのが好ましい。
　このように加圧熱処理することにより、５Ｖ本スピネルの構造中に酸素が取り込まれることで、酸素欠損が低減し構造が安定化するため、たとえ上述のように高温焼成した場合であっても、４．５Ｖ付近のプラトー領域が拡大して高電位容量域を拡大させることができるため、エネルギー密度の向上を図ることができるものと考えることができる。
　なお、大気圧よりも高い圧力雰囲気とは、密閉容器内を加熱して、一定容積内の気体を温度上昇させることで、圧力が上昇し、大気圧よりも高い圧力になる場合を含む。
　加圧熱処理工程における処理雰囲気は、処理雰囲気の全体圧力が、大気圧（０．１ＭＰａ）よりも大きい圧力、例えば０．１９ＭＰａよりも大きく、中でも０．２０ＭＰａ以上の雰囲気の圧力であるのが特に好ましい。但し、処理雰囲気の圧力が高すぎると、加圧炉の強度上の問題から製造が不安定となる可能性があるため、かかる観点からすると１．５ＭＰａ以下、中でも１．０ＭＰａ以下の雰囲気圧力で熱処理するのが好ましい。このように、加圧状態で熱処理することで、より一層酸素を取り込み易くなり、酸素欠損をより一層抑えることができる。
　さらに、加圧熱処理工程における処理雰囲気は、大気中の酸素分圧よりも高い酸素分圧、例えば０．０６ＰＭａ以上の酸素分圧であるのが好ましく、中でも０．１０ＭＰａより高い酸素分圧であるのが好ましく、その中でも０．１５ＭＰａ以上、特にその中でも０．１９ＭＰａより高い酸素分圧であるのがさらに好ましく、その中でもさらに０．２０ＭＰａ以上の酸素分圧であるのが特に好ましい。但し、該酸素分圧が高すぎると、加圧炉の強度上の問題から製造が不安定となる可能性があるため、かかる観点からすると１．５ＭＰａ以下、中でも１．０ＭＰａ以下の酸素分圧下で熱処理するのが好ましい。
　加圧熱処理工程での熱処理温度、すなわち保持温度は５００℃より高く８５０℃より低い温度に制御するのが好ましい。
　本工程での熱処理温度が５００℃より高ければ、酸素を強制的に供給しながら熱処理することにより、結晶構造中に酸素を取り込んで歪みを効果的に低減することができる。かかる観点から、熱処理温度は５００℃より高温であることが好ましく、中でも６００℃以上、その中でも７００℃以上、その中でも７００℃より高温であるのが特に好ましい。
　他方、熱処理温度が高すぎると、酸素欠損が増大して熱処理によっても歪みを回復させることができなくなる可能性があるため、熱処理温度は８５０℃より低温であることが好ましく、中でも８２０℃以下、その中でも８００℃以下であるのが特に好ましい。
　なお、この熱処理温度とは、炉内の処理物に熱電対を接触させて測定される処理物の品温を意味する。
　好ましい加圧熱処理条件の一例として、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、且つ、０．１９ＭＰａより高い酸素分圧であり、５００℃より高く８５０℃より低い温度、中でも６００℃以上或いは８５０℃より低く、その中でも７００℃より高く或いは８００℃以下の温度で加圧熱処理する条件を挙げることができる。
　上記熱処理温度すなわち保持温度まで加熱する際の昇温速度は、０．１℃／ｍｉｎ～２０℃／ｍｉｎとするのが好ましく、中でも０．２５℃／ｍｉｎ以上或いは１０℃／ｍｉｎ以下、その中でも特に０．５℃／ｍｉｎ以上或いは５℃／ｍｉｎ以下とするのがさらに好ましい。
　加圧熱処理工程で、上記熱処理温度を保持する時間は、少なくとも１分間以上である必要がある。結晶構造内に酸素を十分に取り込ませるためには、少なくとも１分間は必要であると考えられる。かかる観点から、上記熱処理温度を保持する時間は、好ましくは５分以上、特に好ましくは１０分以上である。また、熱処理により、結晶構造内に酸素を取りこませる効果は保持時間が２００時間以下であれば十分効果があると考えられる。
　熱処理後の降温速度は、少なくとも５００℃までは１０℃／ｍｉｎ以下の冷却速度でゆっくり冷却するのが好ましく、特に０．１℃／ｍｉｎ～８℃／ｍｉｎ、中でも特に０．２℃／ｍｉｎ～５℃／ｍｉｎに制御するのがさらに好ましい。
　５００℃近辺で取り込んだ酸素が安定化すると考えられるため、少なくとも５００℃まではゆっくり１０℃／ｍｉｎ以下の降温速度で冷却するのが好ましいと考えることができる。
　このような加圧熱処理は、加圧炉(加圧可能圧力１．０ＭＰａ)のような装置を用いて加熱することにより、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が大気中の酸素分圧よりも高い処理雰囲気において、加熱することができる。
（その他）
　上記加圧熱処理工程の前又は後又は両方に、後述する洗浄工程を挿入することも可能である。
＜他の実施形態＞
　本５Ｖ級スピネルの製造方法の他例として、原料混合工程、造粒工程、焼成工程、熱処理工程及び加圧熱処理工程をこの順に備えると共に、洗浄工程をさらに備えた製造方法を挙げることができる。
　この際、洗浄工程は適宜順序で挿入することが可能である。例えば、上記工程のうちの１つの工程或いは２つ以上の工程の前に、或いは、後に挿入することも可能である。
　造粒工程、熱処理工程及び洗浄工程のいずれか或いは２工程以上を省略することも可能であるし、また、他の工程を追加することも可能である。例えば、湿式粉砕工程、その他の工程などをさらに追加することが可能である。また、各工程後に解砕して分級する解砕・分級工程を挿入することなどは必要に応じて実施するのが好ましい。
　原料混合工程、湿式粉砕工程、造粒工程、焼成工程、加圧熱処理工程及び洗浄工程については、それぞれ上記と同様に実施すればよい。
（熱処理工程）
　熱処理工程は、大気雰囲気下において、５００℃～８５０℃、好ましくは６００℃以上或いは８００℃以下の環境下に０．５～３００時間置き、酸素を取り込みし易くするようにするのが好ましい。
（解砕・分級工程）
　上記熱処理工程後、必要に応じて、解砕若しくは粉砕するのが好ましい。
　この際、解砕の程度は一次粒子を崩壊させないようにするのが好ましい。
　そして、解砕後は、分級するのが好ましい。
＜本５Ｖ級スピネルの特徴＞
　本製造方法によれば、本５Ｖ級スピネルの比表面積を小さくすることができ、リチウム２次電池の正極活物質として利用すると、ガス発生を抑えることができる。また、４．５Ｖ付近のプラトー領域を拡大させることができる。
（比表面積）
　本５Ｖ級スピネルは、その比表面積を１．５ｍ2／ｇ以下とすることができ、中でも、０．１ｍ2／ｇ以上或いは１．０ｍ2／ｇ以下、その中でも０．８ｍ2／ｇ以下とするのが特に好ましい。
　このように比表面積が比較的小さければ、電解液との反応性が高くなり、５Ｖ級スピネルが特徴的に抱えている課題であるガス発生量を抑えることができる。
＜本５Ｖ級スピネルの用途＞
　本５Ｖ級スピネルは、必要に応じて解砕・分級した後、各種リチウム電池の正極活物質として有効に利用することができる。
　本５Ｖ級スピネルを各種リチウム電池の正極活物質として利用する場合、例えば、本５Ｖ級スピネルと、カーボンブラック等からなる導電材と、テフロン（登録商標）バインダー等からなる結着剤とを混合して正極合剤を製造することができる。そしてそのような正極合剤を正極に用い、負極にはリチウムまたはカーボン等のリチウムを吸蔵、脱蔵できる材料を用い、非水系電解質には六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩をエチレンカーボネート－ジメチルカーボネート等の混合溶媒に溶解したものを用いてリチウム電池を構成することができる。
　このように構成したリチウム電池は、例えばノート型パソコン、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、液晶テレビ、電気シェーバー、携帯ラジオ、ヘッドホンステレオ、バックアップ電源、メモリーカード等の電子機器、ペースメーカー、補聴器等の医療機器、電気自動車搭載用の駆動電源に使用することができる。中でも、優れたサイクル特性が要求される携帯電話機、ＰＤＡ（携帯情報端末）やノート型パソコンなどの各種携帯型コンピュータ、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）、電力貯蔵用電源などの駆動用電源として特に有効である。
＜語句の説明＞
　本明細書において「Ｘ～Ｙ」（Ｘ，Ｙは任意の数字）と表現する場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意と共に、「好ましくはＸより大きい」或いは「好ましくはＹより小さい」の意も包含する。
　また、「Ｘ以上」（Ｘは任意の数字）或いは「Ｙ以下」（Ｙは任意の数字）と表現した場合、「Ｘより大きいことが好ましい」或いは「Ｙ未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
　次に、実施例及び比較例に基づいて、本発明について更に説明する。但し、本発明が以下に示す実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
　平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）２μｍの酸化チタンと、平均粒径（Ｄ５０）６０μｍの四ホウ酸リチウムをそれぞれ秤量した。
　イオン交換水中へ、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩水溶液（サンノプコ（株）製　ＳＮディスパーサント５４６８）を添加した。この際、分散剤の添加量は、前述のＬｉ原料、Ｎｉ原料、Ｍｎ原料、Ｔｉ原料及びＢ原料の合計に対して、６ｗｔ％になるようにし、イオン交換水中へ十分に溶解混合させた。そして、秤量しておいた原料を、あらかじめ分散剤を溶解させた前記イオン交換水中へ加えて、混合撹拌して、固形分濃度４０ｗｔ％のスラリーを調整した。続いて、湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、６０分間粉砕して平均粒径（Ｄ５０）０．６０μｍ以下の粉砕スラリーを得た。
　得られた粉砕スラリーを熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー、大川原化工機（株）製「ＲＬ－１０」）を用いて造粒乾燥させた。この際、噴霧にはツインジェットノズルを用い、噴霧圧を０．３３ＭＰａ、スラリー供給量３５０ｍｌ／ｍｉｎ、乾燥塔の出口温度が１００～１１０℃となるように温度を調節して造粒乾燥を行った。
　得られた造粒粉を、静置式電気炉を用いて、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において、８８０℃を３８時間保持するように焼成した後、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において７５０℃を３７時間保持するように熱処理した。
　熱処理して得られた焼成塊を乳鉢に入れて乳棒で解砕し、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を得た。
　次に、このように篩下粉を回収して得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末１ｋｇを、ｐＨ６～７、温度２５℃のイオン交換水２０００ｍＬを入れたプラスチックビーカー（容量５０００ｍＬ）の中に投入し、攪拌機（プロペラ面積３３ｃｍ２）を用いて４００～５５０ｒｐｍの回転で２０分間撹拌した。撹拌後、撹拌を停止して攪拌機を水中から取り出し、１０分間静置した。そして、デカンテーションにより上澄み液を除去し、残りのスラリーを吸引ろ過器（ろ紙Ｎｏ．１３１）により、ろ過し、沈降物を回収した。回収した沈降物を１２０℃環境下で１０時間乾燥させた。その後、品温が５００℃となるように加熱した状態で７時間乾燥させた。乾燥後、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　さらに、このスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（ＫＦ水分量：１４４ｐｐｍ、硫黄含有量：０．０２％）を、加圧炉（株式会社広築製）を使用して加圧熱処理した。すなわち、サンプル２００ｇを磁製るつぼに充填し、この磁製るつぼを加圧炉内に設置した。その後、酸素ガス（酸素濃度９９％）を加圧炉内に流入させて、酸素分圧を０．２０ＭＰａ、処理雰囲気の全体圧力を０．２１ＭＰａに調整して、１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で７４０℃まで加熱して１４時間保持し、その後、酸素流入を継続しながら、室温まで０．３℃／ｍｉｎの降温速度で冷却してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：３．９ｗｔ％、Ｎｉ：１４．１ｗｔ％、Ｍｎ：４４．１ｗｔ％、Ｔｉ：３．６％、Ｂ：０．１％であった。
　なお、酸素濃度は、酸素濃度計(ＸＰＯ－３１８（新コスモス電機株式会社）)を用い測定した。後述する実施例・比較例についても同じである。
　また、上記焼成時及び熱処理時の温度は、炉内の処理物に熱電対を接触させて測定した処理物の品温である。後述する実施例・比較例についても同じである。
＜実施例２＞
　平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）２μｍの酸化チタンをそれぞれ秤量した。
　イオン交換水中へ、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩水溶液（サンノプコ（株）製　ＳＮディスパーサント５４６８）を添加した。この際、分散剤の添加量は、前述のＬｉ原料、Ｎｉ原料、Ｍｎ原料及びＴｉ原料の合計に対して、６ｗｔ％になるようにし、イオン交換水中へ十分に溶解混合させた。秤量しておいた原料のうち、Ｎｉ原料とＭｎ原料だけを、あらかじめ分散剤を溶解させた前記イオン交換水中へ加えて、混合撹拌し、スラリーを得た。得られたスラリーを湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、１２０分間粉砕した。続いて、Ｌｉ原料とＴｉ原料を添加し、混合撹拌し、固形分濃度４０ｗｔ％のスラリーを調整した。続いてさらに、湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、６０分間粉砕して平均粒径（Ｄ５０）０．６０μｍ以下の粉砕スラリーを得た。
　得られた粉砕スラリーを熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー、大川原化工機（株）製「ＲＬ－１０」）を用いて造粒乾燥させた。この際、噴霧にはツインジェットノズルを用い、噴霧圧を０．１５ＭＰａ、スラリー供給量４００ｍｌ／ｍｉｎ、乾燥塔の出口温度が１００～１１０℃となるように温度を調節して造粒乾燥を行った。
　得られた造粒粉を、静置式電気炉を用いて、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において、９５０℃を３６時間保持するように焼成した後、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において７５０℃を３７時間保持するように熱処理した。
　熱処理して得られた焼成塊を乳鉢に入れて乳棒で解砕し、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を得た。
　次に、このように篩下粉を回収して得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末１ｋｇを、ｐＨ６～７、温度２５℃のイオン交換水２０００ｍＬを入れたプラスチックビーカー（容量５０００ｍＬ）の中に投入し、攪拌機（プロペラ面積３３ｃｍ２）を用いて４００～５５０ｒｐｍの回転で２０分間撹拌した。撹拌後、撹拌を停止して攪拌機を水中から取り出し、１０分間静置した。そして、デカンテーションにより上澄み液を除去し、残りのスラリーを吸引ろ過器（ろ紙Ｎｏ．１３１）により、ろ過し、沈降物を回収した。回収した沈降物を１２０℃環境下で１０時間乾燥させた。その後、品温が５００℃となるように加熱した状態で７時間乾燥させた。乾燥後、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　さらに、このスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（ＫＦ水分量：１３０ｐｐｍ、硫黄含有量：０．０３％）を、加圧炉（株式会社広築製）を使用して加圧熱処理した。すなわち、サンプル２００ｇを磁製るつぼに充填し、この磁製るつぼを加圧炉内に設置した。その後、酸素ガス（酸素濃度９９％）を加圧炉内に流入させて、酸素分圧を０．２０ＭＰａ、処理雰囲気の全体圧力を０．２１ＭＰａに調整して、１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で７２０℃まで加熱して１６時間保持し、その後、酸素流入を継続しながら、室温まで０．３℃／ｍｉｎの降温速度で冷却してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．１ｗｔ％、Ｎｉ：１３．２ｗｔ％、Ｍｎ：４１．８ｗｔ％、Ｔｉ：５．２０％であった。
＜実施例３＞
　平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）２μｍの酸化チタンと、平均粒径（Ｄ５０）６０μｍの四ホウ酸リチウムをそれぞれ秤量した。
　イオン交換水中へ、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩水溶液（サンノプコ（株）製　ＳＮディスパーサント５４６８）を添加した。この際、分散剤の添加量は、前述のＬｉ原料、Ｎｉ原料、Ｍｎ原料、Ｔｉ原料及びＢ原料の合計に対して、６ｗｔ％になるようにし、イオン交換水中へ十分に溶解混合させた。秤量しておいた原料のうち、Ｎｉ原料とＭｎ原料だけを、あらかじめ分散剤を溶解させた前記イオン交換水中へ加えて、混合撹拌し、スラリーを得た。得られたスラリーを湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、１２０分間粉砕した。続いて、Ｌｉ原料、Ｔｉ原料及びＢ原料を添加し、混合撹拌し、固形分濃度４０ｗｔ％のスラリーを調整した。続いてさらに、湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、１２０分間粉砕して平均粒径（Ｄ５０）０．６０μｍ以下の粉砕スラリーを得た。
　得られた粉砕スラリーを熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー、大川原化工機（株）製「ＲＬ－１０」）を用いて造粒乾燥させた。この際、噴霧にはツインジェットノズルを用い、噴霧圧を０．１５ＭＰａ、スラリー供給量４００ｍｌ／ｍｉｎ、乾燥塔の出口温度が１００～１１０℃となるように温度を調節して造粒乾燥を行った。
　得られた造粒粉を、静置式電気炉を用いて、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において、９５０℃を３７時間保持するように焼成した後、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において７５０℃を３７時間保持するように熱処理した。
　熱処理して得られた焼成塊を乳鉢に入れて乳棒で解砕し、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を得た。
　次に、このように篩下粉を回収して得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末１ｋｇを、ｐＨ６～７、温度２５℃のイオン交換水２０００ｍＬを入れたプラスチックビーカー（容量５０００ｍＬ）の中に投入し、攪拌機（プロペラ面積３３ｃｍ２）を用いて４００～５５０ｒｐｍの回転で２０分間撹拌した。撹拌後、撹拌を停止して攪拌機を水中から取り出し、１０分間静置した。そして、デカンテーションにより上澄み液を除去し、残りのスラリーを吸引ろ過器（ろ紙Ｎｏ．１３１）により、ろ過し、沈降物を回収した。回収した沈降物を１２０℃環境下で１０時間乾燥させた。その後、品温が５００℃となるように加熱した状態で７時間乾燥させた。乾燥後、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　さらに、このスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（ＫＦ水分量：１００ｐｐｍ、硫黄含有量：０．０４％）を、加圧炉（株式会社広築製）を使用して加圧熱処理した。すなわち、サンプル２００ｇを磁製るつぼに充填し、この磁製るつぼを加圧炉内に設置した。その後、酸素ガス（酸素濃度９９％）を加圧炉内に流入させて、酸素分圧を０．２０ＭＰａ、処理雰囲気の全体圧力を０．２１ＭＰａに調整して、１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で７３０℃まで加熱して１５時間保持し、その後、酸素流入を継続しながら、室温まで０．３℃／ｍｉｎの降温速度で冷却してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．０ｗｔ％、Ｎｉ：１５．６ｗｔ％、Ｍｎ：３９．４ｗｔ％、Ｔｉ：５．０％、Ｂ：０．１％であった。
＜実施例４＞
　平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）２μｍの酸化チタンと、平均粒径（Ｄ５０）６０μｍの四ホウ酸リチウムをそれぞれ秤量した。
　イオン交換水中へ、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩水溶液（サンノプコ（株）製　ＳＮディスパーサント５４６８）を添加した。この際、分散剤の添加量は、前述のＬｉ原料、Ｎｉ原料、Ｍｎ原料、Ｔｉ原料及びＢ原料の合計に対して、６ｗｔ％になるようにし、イオン交換水中へ十分に溶解混合させた。秤量しておいた原料のうち、Ｎｉ原料とＭｎ原料だけを、あらかじめ分散剤を溶解させた前記イオン交換水中へ加えて、混合撹拌し、スラリーを得た。得られたスラリーを湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、１２０分間粉砕した。続いて、Ｌｉ原料、Ｔｉ原料及びＢ原料を添加し、混合撹拌し、固形分濃度４０ｗｔ％のスラリーを調整した。続いてさらに、湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、１２０分間粉砕して平均粒径（Ｄ５０）０．６０μｍ以下の粉砕スラリーを得た。
　得られた粉砕スラリーを熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー、大川原化工機（株）製「ＲＬ－１０」）を用いて造粒乾燥させた。この際、噴霧にはツインジェットノズルを用い、噴霧圧を０．１６ＭＰａ、スラリー供給量３９０ｍｌ／ｍｉｎ、乾燥塔の出口温度が１００～１１０℃となるように温度を調節して造粒乾燥を行った。
　得られた造粒粉を、静置式電気炉を用いて、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において、９５０℃を３７時間保持するように焼成した後、得られた焼成塊を乳鉢に入れて乳棒で解砕し、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を得た。
　さらに、このスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（ＫＦ水分量：２７７ｐｐｍ、硫黄含有量：０．２７％）を、加圧炉（株式会社広築製）を使用して加圧熱処理した。すなわち、サンプル２００ｇを磁製るつぼに充填し、この磁製るつぼを加圧炉内に設置した。その後、酸素ガス（酸素濃度９９％）を加圧炉内に流入させて、酸素分圧を０．２０ＭＰａ、処理雰囲気の全体圧力を０．２１ＭＰａに調整して、１．７℃／ｍｉｎの昇温速度で７３０℃まで加熱して１５時間保持し、その後、酸素流入を継続しながら、室温まで０．３℃／ｍｉｎの降温速度で冷却してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　次に、得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を目開き５３μｍの篩で分級した。その後、サンプル１ｋｇを、ｐＨ６～７、温度２５℃のイオン交換水２０００ｍＬを入れたプラスチックビーカー（容量５０００ｍＬ）の中に投入し、攪拌機（プロペラ面積３３ｃｍ２）を用いて４００～５５０ｒｐｍの回転で２０分間撹拌した。撹拌後、撹拌を停止して攪拌機を水中から取り出し、１０分間静置した。そして、デカンテーションにより上澄み液を除去し、残りのスラリーを吸引ろ過器（ろ紙Ｎｏ．１３１）により、ろ過し、沈降物を回収した。回収した沈降物を１２０℃環境下で１０時間乾燥させた。その後、品温が５００℃となるように加熱した状態で７時間乾燥させた。乾燥後、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：３．９ｗｔ％、Ｎｉ：１５．６ｗｔ％、Ｍｎ：３９．４ｗｔ％、Ｔｉ：５．０％、Ｂ：０．２％であった。
＜実施例５＞
　実施例３において、原料の秤量値を変更し、造粒時の噴霧圧を０．１９ＭＰａ、スラリー供給量３５０ｍｌ／ｍｉｎに変更し、加圧処理条件を酸素分圧０．８９ＭＰａ、処理雰囲気の全体圧力０．９０ＭＰａに変更した以外、実施例３と同様にしてスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　サンプルの化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．０ｗｔ％、Ｎｉ：１５．５ｗｔ％、Ｍｎ：３９．３ｗｔ％、Ｔｉ：５．１％、Ｂ：０．１％であった。
＜実施例６＞
　平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）１μｍの酸化チタン、平均粒径（Ｄ５０）３１μｍの酸化ジルコニウムをそれぞれ秤量した。
　イオン交換水中へ、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩水溶液（サンノプコ（株）製　ＳＮディスパーサント５４６８）を添加した。この際、分散剤の添加量は、前述のＬｉ原料、Ｎｉ原料、Ｍｎ原料、Ｔｉ原料、Ｚｒ原料の合計に対して、６ｗｔ％になるようにし、イオン交換水中へ十分に溶解混合させた。次に秤量しておいた前述の原料を添加し、混合撹拌し、固形分濃度４０ｗｔ％のスラリーを調整した。続いてさらに、湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、６０分間粉砕して平均粒径（Ｄ５０）０．６０μｍ以下の粉砕スラリーを得た。
　得られた粉砕スラリーを熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー、大川原化工機（株）製「ＲＬ－１０」）を用いて造粒乾燥させた。この際、噴霧にはツインジェットノズルを用い、噴霧圧を０．５１ＭＰａ、スラリー供給量３１３ｍｌ／ｍｉｎ、乾燥塔の出口温度１００～１１０℃となるように温度を調節して造粒乾燥を行なった。
　得られた造粒粉を、静置式電気炉を用いて、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において、８８０℃を２２時間保持するように焼成した後、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において７４０℃を３７時間保持するように熱処理した。
　熱処理して得られた焼成粉を乳鉢に入れて乳棒で解砕し、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を得た。
　次に、篩下を回収して得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末１ｋｇを、ｐＨ６～７、温度２５℃のイオン交換水２０００ｍＬを入れたプラスチックビーカー（容量５０００ｍＬ）の中に投入し、攪拌機（プロペラ面積３３ｃｍ２）を用いて４００～５５０ｒｐｍの回転で２０分間撹拌した。撹拌後、撹拌を停止して攪拌機を水中から取り出し、１０分間静置した。そして、デカンテーションにより上澄み液を除去し、残りについて吸引ろ過器（ろ紙Ｎｏ．１３１）を使用して沈降物を回収し、回収した沈降物を１２０℃環境下で１２時間乾燥させた。その後、品温が５００℃となるように加熱した状態で７時間乾燥させた。乾燥後、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を得た。
　さらに、このスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を、加圧炉（株式会社広築製）を使用して酸素含有雰囲気加圧熱処理した。すなわち、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末２００ｇを磁製るつぼに充填し、この磁製るつぼを加圧炉内に設置した。その後、酸素ガス（酸素濃度９９％）を加圧炉内に流入させて、酸素分圧を０．２０ＭＰａ、処理雰囲気の全体圧力を０．２１ＭＰａに調整して、１．７℃／ｍｉｎの昇温速度で７３０℃まで加熱して１５時間保持し、その後、酸素流入を継続しながら、室温まで０．３℃／ｍｉｎの降温速度で冷却してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．１ｗｔ％、Ｎｉ：１４．２ｗｔ％、Ｍｎ：４０．１ｗｔ％、Ｔｉ：５．３ｗｔ％、Ｚｒ：０．５ｗｔ％であった。
＜実施例７＞
　実施例６において、原料として、平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）１μｍの酸化チタンを使用し、原料の秤量値を変更し、造粒乾燥時の噴霧圧を０．４７ＭＰａに変更し、スラリー供給量３３６ｍｌ／ｍｉｎとし、８５０℃を３７時間保持するように焼成した点以外は、実施例６と同様にしてスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　実施例７で得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．１ｗｔ％、Ｎｉ：１５．１ｗｔ％、Ｍｎ：４２．５ｗｔ％、Ｔｉ：２．７ｗｔ％であった。
＜実施例８＞
　実施例６において、原料として、平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）１μｍの酸化チタンを使用し、原料の秤量値を変更し、造粒乾燥時の噴霧圧を０．４８ＭＰａに変更し、スラリー供給量３１６ｍｌ／ｍｉｎとし、８５０℃を３７時間保持するように焼成し、酸素含有雰囲気加圧熱処理の温度を７２０℃とした点以外は、実施例６と同様にしてスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　実施例８で得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．１ｗｔ％、Ｎｉ：１４．７ｗｔ％、Ｍｎ：４１．４ｗｔ％、Ｔｉ：４．０ｗｔ％であった。
＜実施例９＞
　平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）１μｍの酸化チタンと、平均粒径（Ｄ５０）２μｍの水酸化アルミニウムをそれぞれ秤量した。
　イオン交換水中へ、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩水溶液（サンノプコ（株）製　ＳＮディスパーサント５４６８）を添加した。この際、分散剤の添加量は、前述のＬｉ原料、Ｎｉ原料、Ｍｎ原料、Ｔｉ原料、Ａｌ原料の合計に対して、６ｗｔ％になるようにし、イオン交換水中へ十分に溶解混合させた。秤量しておいた原料のうち、Ｎｉ原料とＭｎ原料とＡｌ原料だけを、あらかじめ分散剤を溶解させた前記イオン交換水中へ加えて、混合撹拌し、スラリーを得た。得られたスラリーを湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、１２０分間粉砕した。続いて、前記スラリーにＬｉ原料、Ｔｉ原料を添加し、混合撹拌し、固形分濃度４０ｗｔ％のスラリーを調整した。続いてさらに、湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、１２０分間粉砕して平均粒径（Ｄ５０）０．６０μｍ以下の粉砕スラリーを得た。
　得られた粉砕スラリーを熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー、大川原化工機（株）製「ＲＬ－１０」）を用いて造粒乾燥させた。この際、噴霧にはツインジェットノズルを用い、噴霧圧を０．１４ＭＰａ、スラリー供給量４００ｍｌ／ｍｉｎ、乾燥塔の出口温度が１００～１１０℃となるように温度を調節して造粒乾燥を行った。
　得られた造粒粉を、静置式電気炉を用いて、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において、９４０℃を３７時間保持するように焼成した後、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において７４０℃を３７時間保持するように熱処理した。
　熱処理して得られた焼成塊を乳鉢に入れて乳棒で解砕し、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を得た。
　次に、このように篩下粉を回収して得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末１ｋｇを、ｐＨ６～７、温度２５℃のイオン交換水２０００ｍＬを入れたプラスチックビーカー（容量５０００ｍＬ）の中に投入し、攪拌機（プロペラ面積３３ｃｍ２）を用いて４００～５５０ｒｐｍの回転で２０分間撹拌した。撹拌後、撹拌を停止して攪拌機を水中から取り出し、１０分間静置した。そして、デカンテーションにより上澄み液を除去し、残りのスラリーを吸引ろ過器（ろ紙Ｎｏ．１３１）により、ろ過し、沈降物を回収した。回収した沈降物を１２０℃環境下で１０時間乾燥させた。その後、品温が５００℃となるように加熱した状態で７時間乾燥させた。乾燥後、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　さらに、このスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（ＫＦ水分量：１００ｐｐｍ、硫黄含有量：０．０４％）を、加圧炉（株式会社広築製）を使用して加圧熱処理した。すなわち、サンプル２００ｇを磁製るつぼに充填し、この磁製るつぼを加圧炉内に設置した。その後、酸素ガス（酸素濃度９９％）を加圧炉内に流入させて、酸素分圧を０．２０ＭＰａ、処理雰囲気の全体圧力を０．２２ＭＰａに調整して、１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で７３０℃まで加熱して１５時間保持し、その後、酸素流入を継続しながら、室温まで０．３℃／ｍｉｎの降温速度で冷却してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．１ｗｔ％、Ｎｉ：１６．４ｗｔ％、Ｍｎ：４１．８ｗｔ％、Ｔｉ：４．５％、Ａｌ：０．４％であった。
＜実施例１０＞
　実施例９において、原料として、平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）１μｍの酸化チタンと、平均粒径（Ｄ５０）２μｍの水酸化アルミニウムと、平均粒径（Ｄ５０）６０μｍの四ホウ酸リチウムを使用し、原料の秤量値を変更し、Ｂ原料はＬｉ原料、Ｔｉ原料と同じタイミングでスラリーに添加して混合撹拌し、造粒乾燥時の噴霧圧を０．１４ＭＰａに変更し、スラリー供給量４２１ｍｌ／ｍｉｎとし、酸素含有雰囲気加圧熱処理の温度を７２０℃とし、酸素含有雰囲気加圧熱処理雰囲気の全体圧力を０．２３ＭＰａにした点以外は、実施例９と同様にしてスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　実施例１０で得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．１ｗｔ％、Ｎｉ：１６．１ｗｔ％、Ｍｎ：４１．４ｗｔ％、Ｔｉ：４．４ｗｔ％、Ａｌ：０．４％、Ｂ：０．１３ｗｔ％であった。
＜比較例１＞
　平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルをそれぞれ秤量した。イオン交換水中へ、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩水溶液（サンノプコ（株）製　ＳＮディスパーサント５４６８）を添加した。この際、分散剤の添加量は、前述のＬｉ原料、Ｎｉ原料及びＭｎ原料の合計に対して、６ｗｔ％になるようにし、イオン交換水中へ十分に溶解混合させた。秤量しておいた原料を、あらかじめ分散剤を溶解させた前記イオン交換水中へ加えて、混合撹拌して、固形分濃度４０ｗｔ％のスラリーを調整した。　
　湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、１２０分間粉砕して平均粒径（Ｄ５０）を０．６０μｍ以下とした。
　得られた粉砕スラリーを熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー、大川原化工機（株）製「ＲＬ－１０」）を用いて造粒乾燥させた。この際、噴霧にはツインジェットノズルを用い、噴霧圧を０．１９ＭＰａ、スラリー供給量３５０ｍｌ／ｍｉｎ、乾燥塔の出口温度が１００～１１０℃となるように温度を調節して造粒乾燥を行なった。
　得られた造粒粉を、静置式電気炉を用いて、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において、９５０℃を３７時間保持するように焼成した後、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において７５０℃を３７時間保持するように熱処理した。
　熱処理して得られた焼成粉を目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を得た。
　サンプルの化学分析を実施したところ、Ｌｉ：３．９ｗｔ％、Ｎｉ：１６．０ｗｔ％、Ｍｎ：４３．０ｗｔ％であった。
＜比較例２＞
　平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）２μｍの酸化チタンと、平均粒径（Ｄ５０）６０μｍの四ホウ酸リチウムをそれぞれ秤量した。
　イオン交換水中へ、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩水溶液（サンノプコ（株）製　ＳＮディスパーサント５４６８）を添加した。この際、分散剤の添加量は、前述のＬｉ原料、Ｎｉ原料、Ｍｎ原料、Ｔｉ原料及びＢ原料の合計に対して、６ｗｔ％になるようにし、イオン交換水中へ十分に溶解混合させた。秤量しておいた原料を、あらかじめ分散剤を溶解させた前記イオン交換水中へ加えて、混合撹拌して、固形分濃度４０ｗｔ％のスラリーを調整した。続いてさらに、湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、６０分間粉砕して平均粒径（Ｄ５０）０．６０μｍ以下の粉砕スラリーを得た。
　得られた粉砕スラリーを熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー、大川原化工機（株）製「ＲＬ－１０」）を用いて造粒乾燥させた。この際、噴霧にはツインジェットノズルを用い、噴霧圧を０．３３ＭＰａ、スラリー供給量３５０ｍｌ／ｍｉｎ、乾燥塔の出口温度が１００～１１０℃となるように温度を調節して造粒乾燥を行なった。
　得られた造粒粉を、静置式電気炉を用いて、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において、８８０℃を３７時間保持するように焼成した後、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において７５０℃を３７時間保持するように熱処理した。
　熱処理して得られた焼成粉を乳棒で解砕し、目開き５３μｍの篩で分級し、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末を得た。
　次に、このように篩下粉を回収して得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末１ｋｇを、ｐＨ６～７、温度２５℃のイオン交換水２０００ｍＬを入れたプラスチックビーカー（容量５０００ｍＬ）の中に投入し、攪拌機（プロペラ面積３３ｃｍ２）を用いて４００～５００ｒｐｍの回転で２０分間撹拌した。撹拌後、吸引ろ過器（ろ紙Ｎｏ．１３１）を使用して沈降物を回収し、回収した沈降物を１２０℃環境下で１２時間乾燥させた。その後、品温が５００℃となるように加熱した状態で７時間乾燥させた。乾燥後、目開き５３μｍの篩で分級し、篩下粉を回収してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の化学分析を実施したところ、Ｌｉ：３．９ｗｔ％、Ｎｉ：１４．１ｗｔ％、Ｍｎ：４４．１ｗｔ％、Ｔｉ：３．６％、Ｂ：０．１％であった。
＜比較例３＞
　平均粒径（Ｄ５０）７μｍの炭酸リチウムと、平均粒径（Ｄ５０）２３μｍで比表面積が４０ｍ2／ｇの電解二酸化マンガンと、平均粒径（Ｄ５０）２２μｍの水酸化ニッケルと、平均粒径（Ｄ５０）２μｍの酸化チタンをそれぞれ秤量した。
　イオン交換水中へ、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩水溶液（サンノプコ（株）製　ＳＮディスパーサント５４６８）を添加した。この際、分散剤の添加量は、前述のＬｉ原料、Ｎｉ原料、Ｍｎ原料及びＴｉ原料の合計に対して、６ｗｔ％になるようにし、イオン交換水中へ十分に溶解混合させた。秤量しておいた原料を、あらかじめ分散剤を溶解させた前記イオン交換水中へ加えて、混合撹拌して、固形分濃度４０ｗｔ％のスラリーを調整した。湿式粉砕機で１３００ｒｐｍ、６０分間粉砕して平均粒径（Ｄ５０）を０．６０μｍ以下の粉砕スラリーを得た。
　得られた粉砕スラリーを熱噴霧乾燥機（スプレードライヤー、大川原化工機（株）製「ＲＬ－１０」）を用いて造粒乾燥させた。この際、噴霧にはツインジェットノズルを用い、噴霧圧を０．４６ＭＰａ、スラリー供給量２５０ｍｌ／ｍｉｎ、乾燥塔の出口温度が１００～１１０℃となるように温度を調節して造粒乾燥を行なった。
　得られた造粒粉を、静置式電気炉を用いて、酸素分圧０．０２１ＭＰａの雰囲気において、７５０℃を３７時間保持するように焼成した。
　得られた焼成粉を乳棒で解砕し、目開き５３μｍの篩で分級し、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　サンプルの化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．０ｗｔ％、Ｎｉ：１５．２ｗｔ％、Ｍｎ：３９．７ｗｔ％、Ｔｉ：５．０％であった。
＜比較例４＞
　比較例３において、焼成温度を８００℃に変更した以外、比較例３と同様にしてスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を得た。
　サンプルの化学分析を実施したところ、Ｌｉ：４．０ｗｔ％、Ｎｉ：１５．２ｗｔ％、Ｍｎ：３９．７ｗｔ％、Ｔｉ：５．０％であった。
＜各種物性値の測定方法＞
　実施例及び比較例で得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の各種物性値を次のように測定した。
（化学分析）
　実施例及び比較例で得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）について、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析により、各元素の含有量を測定した。硫黄量についても同様に測定した。
（Ｄ５０）
　実施例及び比較例で得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）について、レーザー回折粒子径分布測定装置用自動試料供給機（日機装株式会社製「Ｍｉｃｒｏｔｏｒａｃ　ＳＤＣ」）を用い、サンプル（粉体）を水溶性溶媒に投入し、４０％の流速中、４０Ｗの超音波を３６０秒間照射した後、日機装株式会社製レーザー回折粒度分布測定機「ＭＴ３０００ＩＩ」を用いて粒度分布を測定し、得られた体積基準粒度分布のチャートからＤ５０を測定した。
　なお、測定の際の水溶性溶媒は６０μｍのフィルターを通し、溶媒屈折率を１．３３、粒子透過性条件を透過、粒子屈折率２．４６、形状を非球形とし、測定レンジを０．１３３～７０４．０μｍ、測定時間を３０秒とし、２回測定した平均値をＤ５０とした。
（比表面積）
　実施例及び比較例で得られたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）の比表面積（ＳＳＡ）を次のようにして測定した。
　先ず、サンプル（粉体）０．５ｇを流動方式ガス吸着法比表面積測定装置ＭＯＮＯＳＯＲＢ　ＬＯＯＰ（ユアサアイオニクス株式会社製「製品名ＭＳ‐１８」）用ガラスセルに秤量し、前記ＭＯＮＯＳＯＲＢ　ＬＯＯＰ用前処理装置にて、３０ｍＬ／ｍｉｎのガス量にて５分間窒素ガスでガラスセル内を置換した後、前記窒素ガス雰囲気中で２５０℃１０分間、熱処理を行った。その後、前記ＭＯＮＯＳＯＲＢ　ＬＯＯＰを用い、サンプル（粉体）をＢＥＴ一点法にて測定した。
　なお、測定時の吸着ガスは、窒素３０％：ヘリウム７０％の混合ガスを用いた。
(カールフィッシャー法による水分量の測定方法)
　実施例・比較例で得たスピネル型リチウム遷移金属酸化物（粉末）を、カールフィッシャー水分計(三菱化学株式会社製ＣＡ－１００型)を用いて、窒素雰囲気中で１７０℃にした装置内で４５分間加熱した際に放出される水分量を測定し、続いて３００℃に昇温した後、３００℃で４５分間加熱した際に放出される水分量を測定した。
　そして、窒素雰囲気中で１７０℃にした装置内で４５分間加熱した際に放出される水分量の測定値を「室温～１７０℃のＫＦ水分（ｐｐｍ）」とし、３００℃で４５分間加熱した際に放出される水分量を「１７０℃～３００℃のＫＦ水分（ｐｐｍ）」とし、前記「室温～１７０℃のＫＦ水分量（ｐｐｍ）」と前記「１７０℃～３００℃のＫＦ水分量（ｐｐｍ）」の合計量を「ＫＦ水分量（ｐｐｍ）」とした。
（結晶構造の同定）
　ＸＲＤ測定は、装置名「ＵｌｔｉｍａIV、（株）リガク製」を用い、下記測定条件１で測定を行って、ＸＲＤパターンを得た。統合粉末Ｘ線解析ソフトウェアＰＤＸＬ（（株）リガク製）を用いて、得られたＸＲＤパターンについて結晶相情報を決定し、ＷＰＰＦ（Ｗｈｏｌｅ　ｐｏｗｄｅｒ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｆｉｔｔｉｎｇ）法で精密化を行った。ここで結晶相情報としては、空間群Ｆｄ－３ｍ（Ｏｒｉｇｉｎ　Ｃｈｏｉｃｅ２）の立方晶に帰属され、８ａサイトにＬｉ、１６ｄサイトにＭｎ、Ｍ１元素、Ｍ２元素、そして過剰なＬｉ分ａ、３２ｅサイトにＯが占有されていると仮定し、各サイトの席占有率及び原子変位パラメータＢを１とし、観測強度と計算強度の一致の程度を表わすＲｗｐ、Ｓが収束するまで繰り返し計算を行った。この際、Ｒｗｐ＜１０、またはＳ＜２．５であれば、観測強度と計算強度が十分に一致していると考えられる。このような観点から、Ｒｗｐは８未満がより好ましく、中でもさらに６未満が好ましく、Ｓは２．３未満がより好ましく、中でもさらに２．１未満がより好ましい。観測強度と計算強度が十分に一致しているということは、得られたサンプルが空間群に限定されず、スピネル型の結晶構造である信頼性が高いことを意味している。
＝ＸＲＤ測定条件１＝
線源：ＣｕＫα（線焦点）、波長：１．５４１８３６Å
操作軸：２θ／θ、測定方法：連続、計数単位：ｃｐｓ
開始角度：１５．０°、終了角度：１２０．０°、積算回数：１回
サンプリング幅：０．０１°、スキャンスピード：１．０°/ｍｉｎ
電圧：４０ｋＶ、電流：４０ｍＡ
発散スリット：０．２ｍｍ、発散縦制限スリット：２ｍｍ
散乱スリット：２°、受光スリット：０．１５ｍｍ
オフセット角度：０°
ゴニオメーター半径：２８５ｍｍ、光学系：集中法
アタッチメント：ＡＳＣ－４８
スリット：Ｄ／ｔｅＸ　Ｕｌｔｒａ用スリット
検出器：Ｄ／ｔｅＸ　Ｕｌｔｒａ
インシデントモノクロ：ＣＢＯ
Ｎｉ－Ｋβフィルター：無
回転速度：５０ｒｐｍ
（２θが１４．０－１６．５°のピーク有無確認）
　ＸＲＤ測定は、装置名「ＵｌｔｉｍａIV、（株）リガク製」を用い、下記測定条件２で測定を行って、ＸＲＤパターンを得た。
＝ＸＲＤ測定条件２＝
線源：ＣｕＫα（線焦点）、波長：１．５４１８３６Å
操作軸：２θ／θ、測定方法：連続、計数単位：ｃｐｓ
開始角度：１４．０°、終了角度：１６．５°、積算回数：１５回
サンプリング幅：０．０１°、スキャンスピード：０．１°/ｍｉｎ
電圧：４０ｋＶ、電流：４０ｍＡ
発散スリット：０．２ｍｍ、発散縦制限スリット：２ｍｍ
散乱スリット：２°、受光スリット：０．１５ｍｍ
オフセット角度：０°
ゴニオメーター半径：２８５ｍｍ、光学系：集中法
アタッチメント：ＡＳＣ－４８
スリット：Ｄ／ｔｅＸ　Ｕｌｔｒａ用スリット
検出器：Ｄ／ｔｅＸ　Ｕｌｔｒａ
インシデントモノクロ：ＣＢＯ
Ｎｉ－Ｋβフィルター：無
回転速度：５０ｒｐｍ
　そして、ピークの有無は下記のとおり判定を行った。すなわち、２θが１４．０－１４．５°および１６．０°～１６．５°のｃｐｓの平均値をバックグラウンド（ＢＧ）の強度Ａとし、１４．５～１６．０のｃｐｓの最大値をピーク強度Ｂとしたときに、その差（Ｂ－Ａ）が２５ｃｐｓ以上であれば、ピークが存在していることとした。この差が大きいほど、本発明における効果を享受できると考えられるため、好ましくは３０ｃｐｓ以上、より好ましくは４０ｃｐｓ以上、さらに好ましくは５０ｃｐｓ以上が望ましい。
＜電池評価＞
　実施例及び比較例で作製したスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を正極活物質として用いて、２０３２型コイン電池およびラミネート型電池を作製し、これを用いて以下に示す電池性能評価試験、サイクル特性評価試験およびガス発生評価試験を行った。
（コイン電池の作製）
　正極活物質として実施例及び比較例で作製したスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を８９質量部と、アセチレンブラック５質量部と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）６質量部とを秤量して混合し、これに１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）１００質量部を加えて正極合剤スラリー（固形分濃度５０質量％）を調製した。このとき、予めＰＶＤＦをＮＭＰに溶解させておき、正極活物質及びアセチレンブラックを加えて固練りして、正極合剤スラリー（固形分濃度５０質量％）を調製した。
　この正極合剤スラリーを、集電体であるアルミ箔上に、塗工機を用いて搬送速度２０ｃｍ／ｍｉｎにて塗工した後、該塗工機を使用して７０℃を２分間保持するように加熱した後、１２０℃を２分間保持するように乾燥させて、正極合剤層を形成して正極合剤層付きアルミ箔を得た。次に、この正極合剤層付きアルミ箔を、５０ｍｍ×１００ｍｍのサイズに電極を打ち抜いてからロールプレス機を使用してプレス線圧３t／ｃｍでプレス厚密した後、１３ｍｍφに打ち抜いた。次に、真空状態において、室温から２００℃まで加熱し、２００℃で６時間保持するように加熱乾燥し、正極とした。
　負極はφ１４ｍｍ×厚み０．６ｍｍの金属Ｌｉとし、カーボネート系の混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌになるように溶解させた電解液を含浸させたセパレータ（多孔性ポリエチレンフィルム製）を置き、２０３２型コイン電池を作製した。
（電池性能評価試験）
　上記のようにして準備した２０３２型コイン電池を用いて次に記述する方法で初期活性を行った。２５℃にて０．１Ｃで４．９９９Ｖまで定電流定電位充電した後、０．１Ｃで３．０Ｖまで定電流放電した。これを３サイクル繰り返した。なお、実際に設定した電流値は正極中の正極活物質の含有量から算出した。
　上記評価にて、４．９９９－４．５Ｖまでの放電容量をＡ、４．９９９－３．０Ｖまでの放電容量をＢとし、Ａ／Ｂを求めた。Ａ／Ｂが大きくなるほど、高電位容量域が拡大していると考えることができる。
（４５℃サイクル特性評価）
　上記と同様にコイン電池用の正極を準備した。負極は天然球状グラファイトを塗布した負極電極シート（パイオトレック株式会社　電極容量１．６ｍＡｈ/ｃｍ2）を使用し、φ１４ｍｍのサイズに打ち抜いた。カーボネート系の混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌになるように溶解させた電解液を含浸させたセパレータ（多孔性ポリエチレンフィルム製）を置き、２０３２型コイン電池を作製した。
　上記のようにして準備した２０３２型コイン電池を用いて次に記述する方法で初期活性を行った。２５℃にて０．１Ｃで４．９Ｖまで定電流定電位充電した後、０．１Ｃで２．９Ｖまで定電流放電した。これを３サイクル繰り返した。なお、実際に設定した電流値は正極中の正極活物質の含有量から算出した。
　上記のようにして初期活性を行った後のコイン電池を用いて下記に記述する方法で充放電試験し、高温サイクル寿命特性を評価した。電池を充放電する環境温度を４５℃となるようにセットした環境試験機内にセルを入れ、充放電できるように準備し、セル温度が環境温度になるように４時間静置後、充放電範囲を４．９Ｖ～２．９Ｖとし、充電は０．１Ｃ定電流定電位、放電は０．１Ｃ定電流で１サイクル充放電行った後に、１Ｃにて充放電サイクルを２００回行った。Ｃレートは初期活性時の２５℃、３サイクル目の放電容量を元に計算した。
　２００サイクル目の放電容量を２サイクル目の放電容量で割り算して求めた数値の百分率（％）を高温サイクル寿命特性値として求めた。
　表１には、各実施例及び比較例の高温サイクル寿命特性値を、比較例２の高温サイクル寿命特性値を１００とした場合の相対値として示した。
（ラミネート型電池の作製）
　正極活物質として実施例及び比較例で作製したスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物粉末（サンプル）を８９質量部と、アセチレンブラック５質量部と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）６質量部とを秤量して混合し、これに１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）１００質量部を加えて正極合剤スラリー（固形分濃度５０質量％）を調製した。このとき、予めＰＶＤＦをＮＭＰに溶解させておき、正極活物質及びアセチレンブラックを加えて固練りして、正極合剤スラリー（固形分濃度５０質量％）を調製した。
　この正極合剤スラリーを、集電体であるアルミ箔上に、塗工機を用いて搬送速度２０ｃｍ／ｍｉｎにて塗工した後、該塗工機を使用して７０℃を２分間保持するように加熱した後、１２０℃を２分間保持するように乾燥させて、正極合剤層を形成して正極合剤層付きアルミ箔を得た。次に、この正極合剤層付きアルミ箔を、５０ｍｍ×１００ｍｍのサイズに電極を打ち抜いてからロールプレス機を使用してプレス線圧３t／ｃｍでプレス厚密した後、４０ｍｍ×２９ｍｍ角に打ち抜いた。次に、真空状態において、室温から２００℃まで加熱し、２００℃で６時間保持するように加熱乾燥し、正極とした。
　上記で得られた正極シートと天然球状グラファイトを塗布した負極電極シート（パイオトレック株式会社　電極容量１．６ｍＡｈ/ｃｍ2）をを３．１ｃｍ×４．２ｃｍの大きさに切り出して負極とし、正極と負極の間に、カーボネート系の混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌになるように溶解させた電解液を含浸させたセパレータ（多孔性ポリエチレンフィルム）を置き、ラミネート型電池を作製した。
（ガス発生評価試験）
　上記した方法で作製したラミネート型電池を１２時間放置した後、２５℃にて０．０５Ｃで４．９Ｖまで定電流定電位充電した後、２．９Ｖまで定電流放電した。その後、測定環境温度を４５℃にして４時間放置し、０．０５Ｃにて４．９Ｖになるまで充電を行い、その電圧を７日間維持した後、２．９Ｖまで放電を行った。ここまでに発生するガス発生量（ｍＬ）は、浸漬容積法（アルキメデスの原理に基づく溶媒置換法）により計測した。得られたガス発生量と正極シート中の正極活物質量から、正極活物質量当たりのガス発生量（ｍＬ／ｇ）を算出した。なお、表には比較例２の数値を１００として指数で記載を行なった。
　なお、下記表１中のＭ元素とは、Ｌi、Ｍｎ及びＯ以外のスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の構成元素の意味である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（考察）
　焼成後に得られたリチウムマンガン含有複合酸化物及び最終的に得られたリチウムマンガン含有複合酸化物は、実施例１～１０のいずれにおいても、ＸＲＤ測定より、空間群Ｆｄ－３ｍ（Ｏｒｉｇｉｎ　Ｃｈｏｉｃｅ２）の立方晶の結晶構造モデルとフィッティングし、観測強度と計算強度の一致の程度を表わすＲｗｐ、ＳがＲｗｐ＜１０、またはＳ＜２．５である５Ｖ級スピネルであることが確認された。また、ＸＲＤパターン（２θが１４．５～１６．０°）にピークを持つ、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物であることが確認された。また、電池性能評価試験の結果から、実施例１～１０のいずれにおいても、最終的に得られたリチウムマンガン含有複合酸化物は、金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を有するものであることが確認された。
　過去の技術文献から、Ｌｉ，Ｎｉ，Ｍｎ及びＯからなるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物であれば、ＸＲＤパターンにおいて２θが１４．５～１６．０°の範囲でピークの存在が確認されていた。
　しかし、Ｌｉ，Ｎｉ，Ｍｎ及びＯからなるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物以外では、例えばＬi、Ｍｎ及びＯとこれら以外の２種以上の元素とを含むスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物などでは、本願発明以外、当該範囲にピークが見られた例は確認されていなかった。
　なお、特開２０１４－１１０１７６の段落［００４０］に記載されている手法に準じて、実施例１～１０で得られたリチウムマンガン含有複合酸化物についてラマン分光分析（測定条件はレーザー波長：５３２ｎｍ、対物レンズ：５０倍、露光時間：１０秒、積算回数：２０回、測定範囲：１００－１０００ｎｍ）を行ったところ、実施例１～１０で得られたリチウムマンガン含有複合酸化物のいずれについても、１５５～６５０ｃｍ－１の範囲に現れるピークは１１本でないことがわかった。
　以上の実施例の結果並びに、これまで本発明者が行ってきた試験結果から、５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造工程において、焼成後に、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が大気中の酸素分圧よりも高い処理雰囲気において、５００℃より高く８５０℃より低い温度に加熱して、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物、特に５Ｖ級スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の加圧熱処理を行うことにより、構造中に酸素が取り込まれ、安定した結晶構造が得られるようになるものと推察される。またこの際、構造中に生じていた酸素欠損の抑制を行なうことができ、高電位容量域も増大するものと推察される。これらの結晶構造の安定化により、サイクル特性が向上しているものと推定される。
　また、高温焼成を行っているため、比表面積を低下させることができ、この点からもガス発生を抑制することができるため、構造安定性と低比表面積の両方の点から、効果的にガス発生を抑制できるものと推察される。
 

Claims (9)

  1. 　金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を有するスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法において、
    　カールフィッシャー水分測定装置で測定される室温～３００℃範囲の水分量（「ＫＦ水分」と称する）が２％以下であり、かつ、ＩＣＰにより分析される硫黄含有量が０．３４ｗｔ％未満であるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が大気中の酸素分圧よりも高い処理雰囲気において、５００℃より高く８５０℃より低い温度で熱処理する加圧熱処理工程を備えたスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法。
  2. 　金属Ｌｉ基準電位で４．５Ｖ以上の作動電位を有するスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法において、
    　原料混合工程、焼成工程、加圧熱処理工程及び洗浄工程を備えており、
    　前記焼成工程では、酸素分圧０．０１５ＭＰａ～０．１５ＭＰａの雰囲気において、７７０℃より高く１０００℃以下の温度で焼成してスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を得ることを特徴とし、
    　前記加圧熱処理工程では、カールフィッシャー水分測定装置で測定される室温～３００℃範囲のＫＦ水分が２％以下であり、かつ、ＩＣＰにより分析される硫黄含有量が０．３４ｗｔ％未満であるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が大気中の酸素分圧よりも高い処理雰囲気において、５００℃より高く、且つ８５０℃より低い温度で熱処理することを特徴とするスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法。
  3. 　上記加圧熱処理工程では、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が０．１９ＭＰａより高い処理雰囲気において、５００℃より高く８５０℃より低い温度で、前記スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を熱処理することを特徴とする、請求項１又は２に記載のスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法。
  4. 　上記加圧熱処理工程において、処理雰囲気の全体圧力が大気圧よりも高い圧力であって、かつ、該雰囲気における酸素分圧が０．１９ＭＰａより高い処理雰囲気において、７００℃より高く８５０℃より低い温度で、前記スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を熱処理することを特徴とする、請求項１又は２に記載のスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法。
  5. 　上記スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物が、Ｌi、Ｍｎ及びＯとこれら以外の２種以上の元素とを含むものであることを特徴とする、請求項１～４の何れかに記載のスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法。
  6. 　請求項５記載の「これら以外の２種以上の元素」のうちの少なくとも１元素は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される元素であり、他の１元素は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ及びＮｂからなる群から選択される元素であることを特徴とする請求項５に記載のスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法。
  7. 　上記スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物が、式（１）：Ｌｉ[ＬｉaＭｎ2-a-b-cＭ1bＭ2c]Ｏ4-δ（Ｍ1は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅからなる群から選択される一種又は二種以上の元素であり、Ｍ2は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ及びＮｂからなる群から選択される一種又は二種以上の元素であり、ａは０．００～０．２０、bは０．２０～１．２０、ｃは０．００１～０．４００である。）で表わされるものであることを特徴とする、請求項１～６の何れかに記載のスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法。
  8. 　上記洗浄工程では、スピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を洗浄液に投入して２０分撹拌後、１０分静置して上澄み液中に含まれるスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物を除去することを特徴とする、請求項２～７の何れかに記載のスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法。
  9. 　焼成工程の前に、原料を湿式粉砕する粉砕工程を備えた、請求項２～８の何れかに記載のスピネル型リチウムマンガン含有複合酸化物の製造方法。
     
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