JPH08250121A - リチウム電池用正極活物質の製造方法 - Google Patents
リチウム電池用正極活物質の製造方法Info
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- JPH08250121A JPH08250121A JP7080683A JP8068395A JPH08250121A JP H08250121 A JPH08250121 A JP H08250121A JP 7080683 A JP7080683 A JP 7080683A JP 8068395 A JP8068395 A JP 8068395A JP H08250121 A JPH08250121 A JP H08250121A
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 環境汚染の観点から好ましくない硝酸塩を出
発物質として用いず、かつ経済的に不利な酸素雰囲気で
の熱処理を行わずに、放電容量が大きいリチウム電池の
製造方法を提供する。 【構成】 組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0
≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物のリチウム電池用
正極活物質の製造方法において、銅Kα線を用いたX線
回折分析において回折角をθとして2θ=43±1度に
回折強度極大のピークを有しかつその極大の半分の強度
における回折ピークの幅が2θで表して0.3度以上あ
る酸化ニッケルとリチウム化合物と元素M(Mは遷移金
属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化
合物との混合物を熱処理することを特徴とする。 【効果】 環境汚染の観点から好ましくない硝酸塩を出
発物質として用いず、かつ経済的に不利な酸素雰囲気で
の熱処理を行わずに、放電容量が大きいリチウム電池を
構成することができ、携帯用の種々の電子機器の電源を
始め、様々な分野に利用できるという利点を有する。
発物質として用いず、かつ経済的に不利な酸素雰囲気で
の熱処理を行わずに、放電容量が大きいリチウム電池の
製造方法を提供する。 【構成】 組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0
≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物のリチウム電池用
正極活物質の製造方法において、銅Kα線を用いたX線
回折分析において回折角をθとして2θ=43±1度に
回折強度極大のピークを有しかつその極大の半分の強度
における回折ピークの幅が2θで表して0.3度以上あ
る酸化ニッケルとリチウム化合物と元素M(Mは遷移金
属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化
合物との混合物を熱処理することを特徴とする。 【効果】 環境汚染の観点から好ましくない硝酸塩を出
発物質として用いず、かつ経済的に不利な酸素雰囲気で
の熱処理を行わずに、放電容量が大きいリチウム電池を
構成することができ、携帯用の種々の電子機器の電源を
始め、様々な分野に利用できるという利点を有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリチウム電池用活物質の
製造方法、さらに詳細には、充放電可能なリチウム二次
電池に関し、特に放電容量の大きい電池を提供する正極
活物質の製造方法に関するものである。
製造方法、さらに詳細には、充放電可能なリチウム二次
電池に関し、特に放電容量の大きい電池を提供する正極
活物質の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術および問題点】リチウムなどのアルカリ金
属およびその化合物を負極活物質とする非水電解液電池
は、負極金属イオンの正極活物質へのインサーションも
しくはインターカレーション反応によって、その大放電
容量と充放電可逆性を両立させている。従来からこれら
の正極活物質には、二硫化チタンなどの硫化物が提案さ
れているが、これらは電圧が2V程度と低く、放電エネ
ルギーが小さいという欠点があった。この問題を解決す
るために、4V級の電圧を示す正極材料LiXNiO
2(X≦1.1)およびそのニッケルの一部を元素M
(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB族に属す
る元素)で置換したLiXNi1-YMYO2(X≦1.1、
0≦Y≦0.5、)が開発されている。この化合物を合
成するには、硝酸塩を出発物質として用いる方法、酸素
雰囲気で熱処理する方法、およびこの双方を併用する方
法が挙げられている。従来技術では、硝酸塩を出発物質
として用いずかつ酸素雰囲気で熱処理しない場合には、
電池を構成したときの容量特性が不十分であった。しか
し、硝酸塩を出発物質として用いる方法では、熱処理時
に硝酸ガスが発生する可能性があり、環境汚染の観点か
ら好ましくないという問題点があった。また酸素雰囲気
で熱処理する場合には、電気炉内に酸素ガスをフローさ
せる機構を設ける必要があるため装置が複雑で高価にな
り、また電気炉の発熱体が酸素により劣化しやすくなる
ため、経済的に不利であるという問題がった。
属およびその化合物を負極活物質とする非水電解液電池
は、負極金属イオンの正極活物質へのインサーションも
しくはインターカレーション反応によって、その大放電
容量と充放電可逆性を両立させている。従来からこれら
の正極活物質には、二硫化チタンなどの硫化物が提案さ
れているが、これらは電圧が2V程度と低く、放電エネ
ルギーが小さいという欠点があった。この問題を解決す
るために、4V級の電圧を示す正極材料LiXNiO
2(X≦1.1)およびそのニッケルの一部を元素M
(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB族に属す
る元素)で置換したLiXNi1-YMYO2(X≦1.1、
0≦Y≦0.5、)が開発されている。この化合物を合
成するには、硝酸塩を出発物質として用いる方法、酸素
雰囲気で熱処理する方法、およびこの双方を併用する方
法が挙げられている。従来技術では、硝酸塩を出発物質
として用いずかつ酸素雰囲気で熱処理しない場合には、
電池を構成したときの容量特性が不十分であった。しか
し、硝酸塩を出発物質として用いる方法では、熱処理時
に硝酸ガスが発生する可能性があり、環境汚染の観点か
ら好ましくないという問題点があった。また酸素雰囲気
で熱処理する場合には、電気炉内に酸素ガスをフローさ
せる機構を設ける必要があるため装置が複雑で高価にな
り、また電気炉の発熱体が酸素により劣化しやすくなる
ため、経済的に不利であるという問題がった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な現状の課題の課題を解決し、環境汚染の観点から好ま
しくない硝酸塩を出発物質として用いず、かつ経済的に
不利な酸素雰囲気での熱処理を行わずに、放電容量が大
きいリチウム電池を提供することにある。
な現状の課題の課題を解決し、環境汚染の観点から好ま
しくない硝酸塩を出発物質として用いず、かつ経済的に
不利な酸素雰囲気での熱処理を行わずに、放電容量が大
きいリチウム電池を提供することにある。
【0004】
【問題点を解決するための手段】かかる目的を達成する
ために本発明によるリチウム電池用正極活物質の製造方
法では、組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦
Y≦0.5)で与えられる複酸化物のリチウム電池用正
極活物質の製造方法において、銅Kα線を用いたX線回
折分析において回折角をθとして2θ=43±1度に回
折強度極大のピークを有しかつその極大の半分の強度に
おける回折ピークの幅が2θで表して0.3度以上ある
酸化ニッケルとリチウム化合物と元素M(Mは遷移金
属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化
合物との混合物を熱処理することを特徴とするものであ
る。
ために本発明によるリチウム電池用正極活物質の製造方
法では、組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦
Y≦0.5)で与えられる複酸化物のリチウム電池用正
極活物質の製造方法において、銅Kα線を用いたX線回
折分析において回折角をθとして2θ=43±1度に回
折強度極大のピークを有しかつその極大の半分の強度に
おける回折ピークの幅が2θで表して0.3度以上ある
酸化ニッケルとリチウム化合物と元素M(Mは遷移金
属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化
合物との混合物を熱処理することを特徴とするものであ
る。
【0005】特に上述の製造方法において、前記リチウ
ム化合物と前記酸化ニッケルと前記元素M(Mは遷移金
属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化
合物を原子比でLi/(Ni+M)>1となるように混
合し、その混合物を熱処理した後に過剰のリチウムを除
去するものが好ましい。
ム化合物と前記酸化ニッケルと前記元素M(Mは遷移金
属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化
合物を原子比でLi/(Ni+M)>1となるように混
合し、その混合物を熱処理した後に過剰のリチウムを除
去するものが好ましい。
【0006】また前記酸化ニッケルが、ニッケルと、水
素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構
成されるニッケル化合物を熱処理することにより得られ
るものであり、前記リチウム化合物が、リチウムと、水
素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構
成されるものであり、前記元素M(Mは遷移金属、II
IB族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物が、
元素Mと、水素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以
上の元素で構成されるものであるものであることを特徴
としている。
素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構
成されるニッケル化合物を熱処理することにより得られ
るものであり、前記リチウム化合物が、リチウムと、水
素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構
成されるものであり、前記元素M(Mは遷移金属、II
IB族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物が、
元素Mと、水素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以
上の元素で構成されるものであるものであることを特徴
としている。
【0007】そして上述の組成式LiXNi1-YMYO
2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化
物を正極活物質として含み、リチウムまたはその化合物
を負極活物質とし、前記正極活物質および前記負極活物
質に対して化学的に安定でありかつリチウムイオンが前
記正極活物質あるいは前記負極活物質と電気化学反応を
するための移動を行い得る部質を電解質物質とを組み合
わせてリチウム電池を構成する。
2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化
物を正極活物質として含み、リチウムまたはその化合物
を負極活物質とし、前記正極活物質および前記負極活物
質に対して化学的に安定でありかつリチウムイオンが前
記正極活物質あるいは前記負極活物質と電気化学反応を
するための移動を行い得る部質を電解質物質とを組み合
わせてリチウム電池を構成する。
【0008】本発明をさらに詳しく説明する。
【0009】発明者は、環境汚染の観点から好ましくな
い硝酸塩を出発物質として用いず、かつ経済的に不利な
酸素雰囲気での熱処理を行わずに、放電容量が大きいリ
チウム電池用正極材料を鋭意探索した結果、上述のよう
に銅Kα線を用いたX線回折分析において回折角をθと
して2θ=43±1度に回折強度極大のピークを有しか
つその極大の強度の半分の強度における回折ピークの幅
が2θで表して0.3度以上ある酸化ニッケルとリチウ
ム化合物と元素M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB
族、VB族に属する元素)の化合物の混合物を熱処理す
ることにより得られる組成式LiXNi1-YMYO2(X≦
1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物、特
に、前記リチウム化合物と前記酸化ニッケルと前記元素
M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB族に属
する元素)の化合物を原子比でLi/(Ni+M)>1
となるように混合しその混合物を熱処理した後に過剰の
リチウムを除去して得られ、前記酸化ニッケルが、ニッ
ケルと、水素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上
の元素で構成されるニッケル化合物を熱処理することに
より得られるものであり、前記リチウム化合物が、リチ
ウムと、水素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上
の元素で構成されるものであり、前記元素M(Mは遷移
金属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の
化合物が、元素Mと、水素、酸素、炭素の中の少なくと
も一種類以上の元素で構成されるものである、組成式L
iXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で与
えられる複酸化物を正極活物質として含むことにより、
環境汚染の観点から好ましくない硝酸塩を出発物質とし
て用いず、かつ経済的に不利な酸素雰囲気での熱処理を
行わずに、従来のリチウム電池より放電容量が大きいリ
チウム電池を構成できることを確かめ、その認識の下に
本発明を完成した。
い硝酸塩を出発物質として用いず、かつ経済的に不利な
酸素雰囲気での熱処理を行わずに、放電容量が大きいリ
チウム電池用正極材料を鋭意探索した結果、上述のよう
に銅Kα線を用いたX線回折分析において回折角をθと
して2θ=43±1度に回折強度極大のピークを有しか
つその極大の強度の半分の強度における回折ピークの幅
が2θで表して0.3度以上ある酸化ニッケルとリチウ
ム化合物と元素M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB
族、VB族に属する元素)の化合物の混合物を熱処理す
ることにより得られる組成式LiXNi1-YMYO2(X≦
1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物、特
に、前記リチウム化合物と前記酸化ニッケルと前記元素
M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB族に属
する元素)の化合物を原子比でLi/(Ni+M)>1
となるように混合しその混合物を熱処理した後に過剰の
リチウムを除去して得られ、前記酸化ニッケルが、ニッ
ケルと、水素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上
の元素で構成されるニッケル化合物を熱処理することに
より得られるものであり、前記リチウム化合物が、リチ
ウムと、水素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上
の元素で構成されるものであり、前記元素M(Mは遷移
金属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の
化合物が、元素Mと、水素、酸素、炭素の中の少なくと
も一種類以上の元素で構成されるものである、組成式L
iXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で与
えられる複酸化物を正極活物質として含むことにより、
環境汚染の観点から好ましくない硝酸塩を出発物質とし
て用いず、かつ経済的に不利な酸素雰囲気での熱処理を
行わずに、従来のリチウム電池より放電容量が大きいリ
チウム電池を構成できることを確かめ、その認識の下に
本発明を完成した。
【0010】本発明のリチウム電池が、環境汚染の観点
から好ましくない硝酸塩を出発物質として用いず、かつ
経済的に不利な酸素雰囲気での熱処理を行わずに得られ
た従来の組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦
Y≦0.5)で与えられる複酸化物を正極活物質に用い
た電池に比べて放電容量が大きい理由は、次のように考
えられる。
から好ましくない硝酸塩を出発物質として用いず、かつ
経済的に不利な酸素雰囲気での熱処理を行わずに得られ
た従来の組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦
Y≦0.5)で与えられる複酸化物を正極活物質に用い
た電池に比べて放電容量が大きい理由は、次のように考
えられる。
【0011】銅Kα線を用いたX線回折分析において回
折角をθとして2θ=43±1度に回折強度極大のピー
クを有しかつその極大の強度の半分の強度における回折
ピークの幅が2θで表して0.3度以上ある酸化ニッケ
ルは、比較的結晶性が悪く、構造がランダムであるため
に、リチウム化合物、および元素M(Mは遷移金属、I
IIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物と
の反応性が向上し、硝酸塩や酸素雰囲気を利用しなくて
も十分に熱処理による反応が進行し、目的生成物が得ら
れるためと考えられる。銅Kα線を用いたX線回折分析
において回折角をθとして2θ=43±1度にピークト
ップを有しても、ピークトップ強度の半分の強度におけ
る回折線の幅が2θで表して0.3度未満しかない酸化
ニッケルは、反応性に乏しく、硝酸塩や酸素雰囲気を利
用しない場合、熱処理による反応が十分に進行せず、目
的生成物が得られない。
折角をθとして2θ=43±1度に回折強度極大のピー
クを有しかつその極大の強度の半分の強度における回折
ピークの幅が2θで表して0.3度以上ある酸化ニッケ
ルは、比較的結晶性が悪く、構造がランダムであるため
に、リチウム化合物、および元素M(Mは遷移金属、I
IIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物と
の反応性が向上し、硝酸塩や酸素雰囲気を利用しなくて
も十分に熱処理による反応が進行し、目的生成物が得ら
れるためと考えられる。銅Kα線を用いたX線回折分析
において回折角をθとして2θ=43±1度にピークト
ップを有しても、ピークトップ強度の半分の強度におけ
る回折線の幅が2θで表して0.3度未満しかない酸化
ニッケルは、反応性に乏しく、硝酸塩や酸素雰囲気を利
用しない場合、熱処理による反応が十分に進行せず、目
的生成物が得られない。
【0012】また、前記組成式LiXNi1-YMYO2(X
≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物を、
前記リチウム化合物と前記酸化ニッケルと前記元素M
(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB族に属す
る元素)の化合物を原子比でLi/(Ni+M)>1と
なるように混合しその混合物を熱処理後に過剰のリチウ
ムを除去して得ることにより、リチウム化合物の昇華に
よる欠損を補うことができ、より容量特性を向上させる
ことができる。このLi/(Ni+M)の値は、3.0
以下でリチウム化合物の昇華による欠損を補うことが十
分にでき、また反応温度、反応量、反応時間によりLi
/(Ni+M)の値を適宜調節することができる。
≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物を、
前記リチウム化合物と前記酸化ニッケルと前記元素M
(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB族に属す
る元素)の化合物を原子比でLi/(Ni+M)>1と
なるように混合しその混合物を熱処理後に過剰のリチウ
ムを除去して得ることにより、リチウム化合物の昇華に
よる欠損を補うことができ、より容量特性を向上させる
ことができる。このLi/(Ni+M)の値は、3.0
以下でリチウム化合物の昇華による欠損を補うことが十
分にでき、また反応温度、反応量、反応時間によりLi
/(Ni+M)の値を適宜調節することができる。
【0013】過剰のリチウムを除去する方法としては、
熱処理後に得られる粉末を、過剰のリチウムに相当する
化合物を溶解することができかつ組成式LiXNi1-YM
YO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸
化物が反応、溶解しない溶媒と混合し、過剰のリチウム
に相当する化合物が溶解した溶液を濾過によって除去
し、残った組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0
≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物を分別する方法、
等が挙げられる。この除去に用いる溶媒には、過剰のリ
チウムに相当する化合物、すなわち酸化リチウム、炭酸
リチウム、水酸化リチウム等の溶解性の高い、水、アル
コール等を用いることができる。
熱処理後に得られる粉末を、過剰のリチウムに相当する
化合物を溶解することができかつ組成式LiXNi1-YM
YO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸
化物が反応、溶解しない溶媒と混合し、過剰のリチウム
に相当する化合物が溶解した溶液を濾過によって除去
し、残った組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0
≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物を分別する方法、
等が挙げられる。この除去に用いる溶媒には、過剰のリ
チウムに相当する化合物、すなわち酸化リチウム、炭酸
リチウム、水酸化リチウム等の溶解性の高い、水、アル
コール等を用いることができる。
【0014】銅Kα線を用いたX線回折分析において回
折角をθとして2θ=43±1度に回折強度極大のピー
クを有しかつその極大の強度の半分の強度における回折
ピークの幅が2θで表して0.3度以上ある酸化ニッケ
ルは、ニッケル化合物を熱処理することにより得ること
ができる。またニッケル化合物を熱処理することによ
り、銅Kα線を用いたX線回折分析において回折角をθ
として2θ=43±1度に回折強度極大のピークを有し
かつその極大の強度の半分の強度における回折ピークの
幅が2θで表して0.3度以上ある酸化ニッケルとなる
反応を、熱処理によって組成式LiXNi1-YMYO2(X
≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物を得
る反応よりも低温で行う場合、予め前記のニッケル化合
物とリチウム化合物と元素M(Mは遷移金属、IIIB
族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物の混合物
を熱処理することにより、途中で銅Kα線を用いたX線
回折分析において回折角をθとして2θ=43±1度に
回折強度極大のピークを有しかつその極大の強度の半分
の強度における回折ピークの幅が2θで表して0.3度
以上ある酸化ニッケルが生成し、その後リチウム化合物
と元素M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB
族に属する元素)の化合物との反応が進行するため、一
段階で組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y
≦0.5)で与えられる複酸化物を得ることができる。
但しこのように一段階で合成する場合、前記ニッケル化
合物から前記酸化ニッケルが生成する温度で温度上昇を
止め、前記酸化ニッケルの生成が起こった後、さらに温
度上昇させて、リチウム化合物と元素M(Mは遷移金
属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化
合物との反応を進行させ、組成式LiXNi1-YMYO
2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化
物を得ることが必要である。このような方法について実
施例で詳細に述べる。
折角をθとして2θ=43±1度に回折強度極大のピー
クを有しかつその極大の強度の半分の強度における回折
ピークの幅が2θで表して0.3度以上ある酸化ニッケ
ルは、ニッケル化合物を熱処理することにより得ること
ができる。またニッケル化合物を熱処理することによ
り、銅Kα線を用いたX線回折分析において回折角をθ
として2θ=43±1度に回折強度極大のピークを有し
かつその極大の強度の半分の強度における回折ピークの
幅が2θで表して0.3度以上ある酸化ニッケルとなる
反応を、熱処理によって組成式LiXNi1-YMYO2(X
≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物を得
る反応よりも低温で行う場合、予め前記のニッケル化合
物とリチウム化合物と元素M(Mは遷移金属、IIIB
族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物の混合物
を熱処理することにより、途中で銅Kα線を用いたX線
回折分析において回折角をθとして2θ=43±1度に
回折強度極大のピークを有しかつその極大の強度の半分
の強度における回折ピークの幅が2θで表して0.3度
以上ある酸化ニッケルが生成し、その後リチウム化合物
と元素M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB
族に属する元素)の化合物との反応が進行するため、一
段階で組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y
≦0.5)で与えられる複酸化物を得ることができる。
但しこのように一段階で合成する場合、前記ニッケル化
合物から前記酸化ニッケルが生成する温度で温度上昇を
止め、前記酸化ニッケルの生成が起こった後、さらに温
度上昇させて、リチウム化合物と元素M(Mは遷移金
属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化
合物との反応を進行させ、組成式LiXNi1-YMYO
2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化
物を得ることが必要である。このような方法について実
施例で詳細に述べる。
【0015】また銅Kα線を用いたX線回折分析におい
て回折角をθとして2θ=43±1度に回折強度極大の
ピークを有しかつその極大の強度の半分の強度における
回折ピークの幅が2θで表して0.3度以上ある酸化ニ
ッケルが、ニッケルと、水素、酸素、炭素の中の少なく
とも一種類以上の元素で構成されるニッケル化合物を熱
処理することにより得られるものであることにより、こ
の熱処理により発生する副生成物が主として水と二酸化
炭素であるため、環境に対する有害性が少なくなるとい
う利点を有する。このようなニッケル化合物としては、
水酸化ニッケル、炭酸ニッケル、塩基性炭酸ニッケル、
蓚酸ニッケル、ニッケルアルコラート、硝酸ニッケルや
乳酸ニッケルを始めとする各種有機酸ニッケル、および
以上のニッケル化合物の水和物等の一種類以上が挙げら
れる。また、この反応を大気中で行うことができ、電気
炉内に酸素ガスをフローさせる機構を設ける必要がな
く、経済的に有利であるという点で、産業上の価値が高
い。
て回折角をθとして2θ=43±1度に回折強度極大の
ピークを有しかつその極大の強度の半分の強度における
回折ピークの幅が2θで表して0.3度以上ある酸化ニ
ッケルが、ニッケルと、水素、酸素、炭素の中の少なく
とも一種類以上の元素で構成されるニッケル化合物を熱
処理することにより得られるものであることにより、こ
の熱処理により発生する副生成物が主として水と二酸化
炭素であるため、環境に対する有害性が少なくなるとい
う利点を有する。このようなニッケル化合物としては、
水酸化ニッケル、炭酸ニッケル、塩基性炭酸ニッケル、
蓚酸ニッケル、ニッケルアルコラート、硝酸ニッケルや
乳酸ニッケルを始めとする各種有機酸ニッケル、および
以上のニッケル化合物の水和物等の一種類以上が挙げら
れる。また、この反応を大気中で行うことができ、電気
炉内に酸素ガスをフローさせる機構を設ける必要がな
く、経済的に有利であるという点で、産業上の価値が高
い。
【0016】また前記リチウム化合物が、リチウムと、
水素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で
構成されるものであることにより、熱処理によって組成
式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)
で与えられる複酸化物を得る反応において、発生する副
生成物が主として水と二酸化炭素であるため、環境に対
する有害性が少なくなるという利点を有する。このよう
なリチウム化合物としては、水酸化リチウム、炭酸リチ
ウム、酸化リチウム、過酸化リチウム、蓚酸リチウム、
リチウムアルコキシド、酢酸リチウムやクエン酸リチウ
ムを始めとする各種有機酸リチウム、および以上のリチ
ウム化合物の水和物等の一種類以上が挙げられる。
水素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で
構成されるものであることにより、熱処理によって組成
式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)
で与えられる複酸化物を得る反応において、発生する副
生成物が主として水と二酸化炭素であるため、環境に対
する有害性が少なくなるという利点を有する。このよう
なリチウム化合物としては、水酸化リチウム、炭酸リチ
ウム、酸化リチウム、過酸化リチウム、蓚酸リチウム、
リチウムアルコキシド、酢酸リチウムやクエン酸リチウ
ムを始めとする各種有機酸リチウム、および以上のリチ
ウム化合物の水和物等の一種類以上が挙げられる。
【0017】また前記元素M(Mは遷移金属、IIIB
族、IVB族、VB族に属する元素)は、組成式LiX
NiO2(X≦1.1)で与えられる複酸化物を、必要
に応じて安定化し、主として電池とした際のサイクル特
性等を改善するために加えることができる。特に充電時
に正極活物質から脱離されるリチウム量が多くなると、
サイクル特性が悪化する場合があるため、充電時に正極
活物質から脱離されるリチウム量を制限する目的で、元
素Mを加えることができ、このような目的で加える場合
には、正極活物質中にあって活性なニッケル量を減らし
て、Mはむしろ不活性な役割をするため、ニッケル以外
の多くの元素が該当する。Mの具体的な例としては、ス
カンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、
鉄、コバルト、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリ
ブデン、銀、ハフニウム、タンタル、タングステン、硼
素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、珪素、ゴル
マニウム、錫、鉛、燐、アンチモン、ビスマス等を挙げ
ることができる。好ましくは、チタン、バナジウム、マ
ンガン、コバルト、硼素、アルミニウムである。ここで
ニッケルの酸化還元対に基づく充放電容量を確保するた
めに、元素Mの置換量に相当するYは0≦Y≦0.5を
満たす必要があり、好ましくは0≦Y≦0.2である。
0.5<Yである場合は、充放電容量が少なくなるとい
う問題点が生じる。
族、IVB族、VB族に属する元素)は、組成式LiX
NiO2(X≦1.1)で与えられる複酸化物を、必要
に応じて安定化し、主として電池とした際のサイクル特
性等を改善するために加えることができる。特に充電時
に正極活物質から脱離されるリチウム量が多くなると、
サイクル特性が悪化する場合があるため、充電時に正極
活物質から脱離されるリチウム量を制限する目的で、元
素Mを加えることができ、このような目的で加える場合
には、正極活物質中にあって活性なニッケル量を減らし
て、Mはむしろ不活性な役割をするため、ニッケル以外
の多くの元素が該当する。Mの具体的な例としては、ス
カンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、
鉄、コバルト、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリ
ブデン、銀、ハフニウム、タンタル、タングステン、硼
素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、珪素、ゴル
マニウム、錫、鉛、燐、アンチモン、ビスマス等を挙げ
ることができる。好ましくは、チタン、バナジウム、マ
ンガン、コバルト、硼素、アルミニウムである。ここで
ニッケルの酸化還元対に基づく充放電容量を確保するた
めに、元素Mの置換量に相当するYは0≦Y≦0.5を
満たす必要があり、好ましくは0≦Y≦0.2である。
0.5<Yである場合は、充放電容量が少なくなるとい
う問題点が生じる。
【0018】また前記元素Mの化合物が、元素Mと、水
素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構
成されるものであることにより、熱処理によって組成式
LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で
与えられる複酸化物を得る反応において、発生する副生
成物が主として水と二酸化炭素であるため、環境に対す
る有害性が少なくなるという利点を有する。このような
元素Mの化合物としては、水酸化物、炭酸塩、酸化物、
酸化水酸化物、過酸化物、超酸化物、蓚酸塩、塩基性炭
酸塩、アルコラート、酢酸塩やクエン酸塩を始めとする
各種有機酸塩、および以上のリチウム化合物の水和物等
の一種類以上が挙げられる。
素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構
成されるものであることにより、熱処理によって組成式
LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)で
与えられる複酸化物を得る反応において、発生する副生
成物が主として水と二酸化炭素であるため、環境に対す
る有害性が少なくなるという利点を有する。このような
元素Mの化合物としては、水酸化物、炭酸塩、酸化物、
酸化水酸化物、過酸化物、超酸化物、蓚酸塩、塩基性炭
酸塩、アルコラート、酢酸塩やクエン酸塩を始めとする
各種有機酸塩、および以上のリチウム化合物の水和物等
の一種類以上が挙げられる。
【0019】また本発明のリチウム電池で用いている正
極活物質は、安価でしかも資源的に豊富な材料であるニ
ッケルを主元素として含むため、産業上の価値が高い。
極活物質は、安価でしかも資源的に豊富な材料であるニ
ッケルを主元素として含むため、産業上の価値が高い。
【0020】この正極活物質を用いて正極を形成するに
は、前記複酸化物粉末とポリテトラフルオロエチレンの
ごとき結着剤粉末との混合物をステンレス等の支持体に
圧着成形する、あるいは、かかる混合物粉末に導電性を
付与するためアセチレンブラックのような導電性粉末を
混合し、これにさらにポリテトラフルオロエチレンのよ
うな結着剤粉末を所要に応じて加え、この混合物を金属
容器にいれる、あるいはステンレスなどの支持体に圧着
成形する、あるいは有機溶剤等の溶媒中に分散してスラ
リー状にして金属基板上に塗布する、等の手段によって
形成される。
は、前記複酸化物粉末とポリテトラフルオロエチレンの
ごとき結着剤粉末との混合物をステンレス等の支持体に
圧着成形する、あるいは、かかる混合物粉末に導電性を
付与するためアセチレンブラックのような導電性粉末を
混合し、これにさらにポリテトラフルオロエチレンのよ
うな結着剤粉末を所要に応じて加え、この混合物を金属
容器にいれる、あるいはステンレスなどの支持体に圧着
成形する、あるいは有機溶剤等の溶媒中に分散してスラ
リー状にして金属基板上に塗布する、等の手段によって
形成される。
【0021】負極活物質であるリチウムは一般のリチウ
ム電池のそれと同様にシート上にして、またそのシート
をニッケル、ステンレス等の導電体網に圧着して負極と
して形成される。
ム電池のそれと同様にシート上にして、またそのシート
をニッケル、ステンレス等の導電体網に圧着して負極と
して形成される。
【0022】また負極活物質としては、リチウム以外に
リチウム−アルミニウム合金等のリチウム合金を用いる
ことができる。さらに炭素など、いわゆるロッキングチ
ェア電池(リチウムイオン電池)用の負極を用いること
もでき、本発明の場合、充電反応により正極から供給さ
れるリチウムイオンを電気化学的に挿入し、炭素−リチ
ウム負極などとすることもできる。
リチウム−アルミニウム合金等のリチウム合金を用いる
ことができる。さらに炭素など、いわゆるロッキングチ
ェア電池(リチウムイオン電池)用の負極を用いること
もでき、本発明の場合、充電反応により正極から供給さ
れるリチウムイオンを電気化学的に挿入し、炭素−リチ
ウム負極などとすることもできる。
【0023】電解液としては、例えばジメトキシエタ
ン、ジエトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラ
ン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
メチルホルメート、ジメチルスルホキシド、アセトニト
リル、ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルカーボネート、ジエチルカーボネート、スルホラン、
エチルメチルカーボネート等の有機溶媒に、LiAsF
6、LiBF4、LiPF6、LiAlCl4、LiClO
4等のルイス酸を溶解した非水電解質溶媒、あるいは固
体電解質等が使用できる。
ン、ジエトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラ
ン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
メチルホルメート、ジメチルスルホキシド、アセトニト
リル、ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルカーボネート、ジエチルカーボネート、スルホラン、
エチルメチルカーボネート等の有機溶媒に、LiAsF
6、LiBF4、LiPF6、LiAlCl4、LiClO
4等のルイス酸を溶解した非水電解質溶媒、あるいは固
体電解質等が使用できる。
【0024】さらにセパレータ、電池ケース等の構造材
料等の他の要素についても従来公知の各種材料が使用で
き、特に制限はない。
料等の他の要素についても従来公知の各種材料が使用で
き、特に制限はない。
【0025】
【実施例】以下実施例によって本発明の方法をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限され
るものではない。なお、実施例において電池の作成およ
び測定はアルゴン雰囲気下のドライボックス内で行っ
た。
体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限され
るものではない。なお、実施例において電池の作成およ
び測定はアルゴン雰囲気下のドライボックス内で行っ
た。
【0026】
【実施例1】図1は本発明による電池の一具体例である
コイン型電池の断面図であり、図中1は封口板、2はガ
スケット、3は正極ケース、4は負極、5はセパレー
タ、6は正極合剤ペレットを示す。
コイン型電池の断面図であり、図中1は封口板、2はガ
スケット、3は正極ケース、4は負極、5はセパレー
タ、6は正極合剤ペレットを示す。
【0027】正極活物質には、次のようにして合成した
LiNiO2を用いた。まず塩基性炭酸ニッケルを35
0度で5時間、大気中で熱処理し、酸化ニッケルを得
た。この酸化ニッケルを試料aとする。試料aを銅Kα
線を用いたX線回折で分析したところ、図2に示すX線
回折パターンを得た。すなわち、この酸化ニッケルは、
銅Kα線を用いたX線回折分析において回折角をθとし
て2θ=43.14度に回折強度極大のピークを有し、
その極大の強度は3016cps(countper
second=カウント毎秒)であり、その半分の強
度、すなわち1508cpsは2θ=42.46度およ
び2θ=42.80度であり、1508cpsでのピー
クの幅は2θで表して1.34度であった。この酸化ニ
ッケルの試料aと水酸化リチウム−水和物を原子比でL
i/Ni=1となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理することによりLiNiO2を得た。こ
のLiNiO2の試料をbとする。
LiNiO2を用いた。まず塩基性炭酸ニッケルを35
0度で5時間、大気中で熱処理し、酸化ニッケルを得
た。この酸化ニッケルを試料aとする。試料aを銅Kα
線を用いたX線回折で分析したところ、図2に示すX線
回折パターンを得た。すなわち、この酸化ニッケルは、
銅Kα線を用いたX線回折分析において回折角をθとし
て2θ=43.14度に回折強度極大のピークを有し、
その極大の強度は3016cps(countper
second=カウント毎秒)であり、その半分の強
度、すなわち1508cpsは2θ=42.46度およ
び2θ=42.80度であり、1508cpsでのピー
クの幅は2θで表して1.34度であった。この酸化ニ
ッケルの試料aと水酸化リチウム−水和物を原子比でL
i/Ni=1となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理することによりLiNiO2を得た。こ
のLiNiO2の試料をbとする。
【0028】この試料bを粉砕して粉末とし、導電剤
(アセチレンブラック)、結着剤(ポリテトラフルオロ
エチレン)とともに混合の上、ロール成形し、正極合剤
ペレット6(厚さ0.5mm、直径15mm)とした。
(アセチレンブラック)、結着剤(ポリテトラフルオロ
エチレン)とともに混合の上、ロール成形し、正極合剤
ペレット6(厚さ0.5mm、直径15mm)とした。
【0029】次にステンレス製の封口板1上に金属リチ
ウムの負極4を加圧配置したものをポリプロピレン製ガ
スケット2の凹部に挿入し、負極4の上にポリプロピレ
ン製で微孔性のセパレータ5、正極合剤ペレット6をこ
の順序に配置し、電解液としてエチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートの等容積混合溶媒にLiPF6を
溶解させた1規定溶液を適量注入して含浸させた後に、
ステンレス製の正極ケース3を被せてかしめることによ
り、厚さ2mm、直径23mmのコイン型電池を作製し
た。
ウムの負極4を加圧配置したものをポリプロピレン製ガ
スケット2の凹部に挿入し、負極4の上にポリプロピレ
ン製で微孔性のセパレータ5、正極合剤ペレット6をこ
の順序に配置し、電解液としてエチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートの等容積混合溶媒にLiPF6を
溶解させた1規定溶液を適量注入して含浸させた後に、
ステンレス製の正極ケース3を被せてかしめることによ
り、厚さ2mm、直径23mmのコイン型電池を作製し
た。
【0030】このようにして作製した試料bを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0031】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0032】
【実施例2】正極活物質に以下のようにして合成したL
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例1で得た酸化ニッケ
ルの試料aと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/
Ni=1.1となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNiO2を得た。このLiNiO2の試料をcと
する。
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例1で得た酸化ニッケ
ルの試料aと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/
Ni=1.1となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNiO2を得た。このLiNiO2の試料をcと
する。
【0033】このようにして作製した試料cを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に、その充放電特性図を図3に示す。放電容量
が大きく、高エネルギー密度電池として利用できる利点
を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に、その充放電特性図を図3に示す。放電容量
が大きく、高エネルギー密度電池として利用できる利点
を有している。
【0034】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0035】
【実施例3】正極活物質に以下のようにして合成したL
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例1で得た酸化ニッケ
ルの試料aと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/
Ni=2.0となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNiO2を得た。このLiNiO2の試料をdと
する。
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例1で得た酸化ニッケ
ルの試料aと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/
Ni=2.0となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNiO2を得た。このLiNiO2の試料をdと
する。
【0036】このようにして作製した試料dを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0037】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0038】
【実施例4】正極活物質に以下のようにして合成したL
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例1で得た酸化ニッケ
ルの試料aと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/
Ni=2.0となるように混合し、大気中で650℃で
50時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNiO2を得た。このLiNiO2の試料をeと
する。
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例1で得た酸化ニッケ
ルの試料aと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/
Ni=2.0となるように混合し、大気中で650℃で
50時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNiO2を得た。このLiNiO2の試料をeと
する。
【0039】このようにして作製した試料eを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0040】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0041】
【実施例5】正極活物質に以下のようにして合成したL
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例1で得た酸化ニッケ
ルの試料aと過酸化リチウムを原子比でLi/Ni=
2.0となるように混合し、大気中で650℃で50時
間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重量に対
し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離し
て得られた粉末を100℃で真空乾燥することによりL
iNiO2を得た。このLiNiO2の試料をfとする。
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例1で得た酸化ニッケ
ルの試料aと過酸化リチウムを原子比でLi/Ni=
2.0となるように混合し、大気中で650℃で50時
間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重量に対
し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離し
て得られた粉末を100℃で真空乾燥することによりL
iNiO2を得た。このLiNiO2の試料をfとする。
【0042】このようにして作製した試料fを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0043】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0044】
【実施例6】正極活物質に以下のようにして合成したL
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。まず水酸化ニッケルを280度で1
0時間、大気中で熱処理し、酸化ニッケルを得た。この
酸化ニッケルを試料gとする。試料gを銅Kα線を用い
たX線回折分析で分析したところ、図4に示すX線回折
パターンを得た。すなわち、この酸化ニッケルは、銅K
α線を用いたX線回折分析において回折角をθとして2
θ=43.15度に回折強度極大のピークを有し、その
極大の強度は3610cps(count per s
econd=カウント毎秒)であり、その半分の強度、
すなわち1805cpsは2θ=42.60度および2
θ=43.66度であり、1805cpsでのピークの
幅は2θで表して1.06度であった。この酸化ニッケ
ルの試料gと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/
Ni=2.0となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNiO2を得た。このLiNiO2の試料をhと
する。
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。まず水酸化ニッケルを280度で1
0時間、大気中で熱処理し、酸化ニッケルを得た。この
酸化ニッケルを試料gとする。試料gを銅Kα線を用い
たX線回折分析で分析したところ、図4に示すX線回折
パターンを得た。すなわち、この酸化ニッケルは、銅K
α線を用いたX線回折分析において回折角をθとして2
θ=43.15度に回折強度極大のピークを有し、その
極大の強度は3610cps(count per s
econd=カウント毎秒)であり、その半分の強度、
すなわち1805cpsは2θ=42.60度および2
θ=43.66度であり、1805cpsでのピークの
幅は2θで表して1.06度であった。この酸化ニッケ
ルの試料gと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/
Ni=2.0となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNiO2を得た。このLiNiO2の試料をhと
する。
【0045】このようにして作製した試料hを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0046】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0047】
【実施例7】正極活物質に以下のようにして合成したL
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例6では、水酸化ニッ
ケルを280度で10時間、大気中で熱処理して得た酸
化ニッケル試料gが、銅Kα線を用いたX線回折分析に
おいて回折角をθとして2θ=43.15度に回折強度
極大のピークを有し、その極大の強度は3610cps
(count persecond=カウント毎秒)で
あり、その半分の強度、すなわち1805cpsは2θ
=42.60度および2θ=43.66度であり、18
05cpsでのピークの幅は2θで表して1.06度で
あること、およびこの酸化ニッケルの試料gと水酸化リ
チウム−水和物を原子比でLi/Ni=2.0となるよ
うに混合し、大気中で700℃で10時間熱処理し、熱
処理で得られた粉末を、粉末1重量に対し水50重量で
4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離して得られた粉末
を100℃で真空乾燥することにより得たLiNiO2
の試料hを正極活物質とする電池が、0.5mA/cm
2の電流密度で4.5Vまで充電しその後3.0Vまで
放電させた際の放電容量を表に示す。放電容量が大き
く、高エネルギー密度電池として利用でき、またこの電
池を、0.5mA/cm2の充放電電流密度で3.0V
−4.5Vの電圧範囲規制で充放電させた際の1回目の
放電容量、および10回目の放電容量から明らかなよう
にサイクルによる容量低下が少ないことがわかった。こ
こで水酸化ニッケルを出発原料として酸化ニッケル試料
gが得られる熱処理温度は280℃であり、試料gをリ
チウム化合物と反応させる熱処理温度は700℃である
から、実施例7ではこの二つの反応を連続して行った。
すなわち水酸化ニッケルと水酸化リチウムを原子比でL
i/Ni=2.0となるように混合し、まず大気中で2
80℃で10時間熱処理し、続いて温度を落とさずに7
00℃まで温度上昇させ、700℃で10時間、大気中
で熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重量に対
し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離し
て得られた粉末を100℃で真空乾燥することによりL
iNiO2を得た。このLiNiO2の試料をiとする。
iNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチウ
ム電池を作製した。すなわち実施例6では、水酸化ニッ
ケルを280度で10時間、大気中で熱処理して得た酸
化ニッケル試料gが、銅Kα線を用いたX線回折分析に
おいて回折角をθとして2θ=43.15度に回折強度
極大のピークを有し、その極大の強度は3610cps
(count persecond=カウント毎秒)で
あり、その半分の強度、すなわち1805cpsは2θ
=42.60度および2θ=43.66度であり、18
05cpsでのピークの幅は2θで表して1.06度で
あること、およびこの酸化ニッケルの試料gと水酸化リ
チウム−水和物を原子比でLi/Ni=2.0となるよ
うに混合し、大気中で700℃で10時間熱処理し、熱
処理で得られた粉末を、粉末1重量に対し水50重量で
4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離して得られた粉末
を100℃で真空乾燥することにより得たLiNiO2
の試料hを正極活物質とする電池が、0.5mA/cm
2の電流密度で4.5Vまで充電しその後3.0Vまで
放電させた際の放電容量を表に示す。放電容量が大き
く、高エネルギー密度電池として利用でき、またこの電
池を、0.5mA/cm2の充放電電流密度で3.0V
−4.5Vの電圧範囲規制で充放電させた際の1回目の
放電容量、および10回目の放電容量から明らかなよう
にサイクルによる容量低下が少ないことがわかった。こ
こで水酸化ニッケルを出発原料として酸化ニッケル試料
gが得られる熱処理温度は280℃であり、試料gをリ
チウム化合物と反応させる熱処理温度は700℃である
から、実施例7ではこの二つの反応を連続して行った。
すなわち水酸化ニッケルと水酸化リチウムを原子比でL
i/Ni=2.0となるように混合し、まず大気中で2
80℃で10時間熱処理し、続いて温度を落とさずに7
00℃まで温度上昇させ、700℃で10時間、大気中
で熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重量に対
し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離し
て得られた粉末を100℃で真空乾燥することによりL
iNiO2を得た。このLiNiO2の試料をiとする。
【0048】このようにして作製した試料iを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0049】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0050】なお、この二段階の熱処理を行う際、銅K
α線を用いたX線回折分析において回折角をθとして4
3±1度に回折強度極大のピークを有しかつその極大の
強度の半分の強度における回折ピークの幅が2θで表し
て0.3度以上ある酸化ニッケルが生成する温度で一度
温度上昇を止めることが必要であり、ここでは実施例6
に基づいて大気中で280℃で10時間熱処理してい
る。これに対して、酸化ニッケルを得る出発原料のニッ
ケル化合物とリチウム化合物と元素M(Mは遷移金属、
IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物
の混合物を組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0
≦Y≦0.5)を得る反応の熱処理温度、すなわちここ
では700℃の温度まで、連続的に温度を上昇させた場
合は、得られた試料を正極活物質とする電池の放電容量
は減少する。これについては比較例で詳細に述べる。
α線を用いたX線回折分析において回折角をθとして4
3±1度に回折強度極大のピークを有しかつその極大の
強度の半分の強度における回折ピークの幅が2θで表し
て0.3度以上ある酸化ニッケルが生成する温度で一度
温度上昇を止めることが必要であり、ここでは実施例6
に基づいて大気中で280℃で10時間熱処理してい
る。これに対して、酸化ニッケルを得る出発原料のニッ
ケル化合物とリチウム化合物と元素M(Mは遷移金属、
IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物
の混合物を組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0
≦Y≦0.5)を得る反応の熱処理温度、すなわちここ
では700℃の温度まで、連続的に温度を上昇させた場
合は、得られた試料を正極活物質とする電池の放電容量
は減少する。これについては比較例で詳細に述べる。
【0051】
【実施例8】正極活物質に以下のようにして合成したL
iNi0.9Mn0.1O2を用いる他は、実施例1と同様に
してリチウム電池を作製した。すなわち実施例6で得た
酸化ニッケルの試料gと一酸化マンガンと水酸化リチウ
ム−水和物を原子比でLi/(Ni+Mn)=2.0、
Ni:Mn9:1となるように混合し、大気中で700
℃で10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末
1重量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過に
より分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥するこ
とによりLiNi0.9Mn0.1O2を得た。このLiNi
0.9Mn0.1O2の試料をjとする。
iNi0.9Mn0.1O2を用いる他は、実施例1と同様に
してリチウム電池を作製した。すなわち実施例6で得た
酸化ニッケルの試料gと一酸化マンガンと水酸化リチウ
ム−水和物を原子比でLi/(Ni+Mn)=2.0、
Ni:Mn9:1となるように混合し、大気中で700
℃で10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末
1重量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過に
より分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥するこ
とによりLiNi0.9Mn0.1O2を得た。このLiNi
0.9Mn0.1O2の試料をjとする。
【0052】このようにして作製した試料jを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm 2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm 2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0053】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0054】
【実施例9】正極活物質に以下のようにして合成したL
iNi0.9V0.1O2を用いる他は、実施例1と同様にし
てリチウム電池を作製した。すなわち実施例6で得た酸
化ニッケルの試料gと二酸化バナジウムと水酸化リチウ
ム−水和物を原子比でLi/(Ni+V)=2.0、N
i:V9:1となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNi0.9V0.1O2を得た。このLiNi0.9V
0.1O2の試料をkとする。
iNi0.9V0.1O2を用いる他は、実施例1と同様にし
てリチウム電池を作製した。すなわち実施例6で得た酸
化ニッケルの試料gと二酸化バナジウムと水酸化リチウ
ム−水和物を原子比でLi/(Ni+V)=2.0、N
i:V9:1となるように混合し、大気中で700℃で
10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重
量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により
分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥することに
よりLiNi0.9V0.1O2を得た。このLiNi0.9V
0.1O2の試料をkとする。
【0055】このようにして作製した試料kを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0056】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0057】
【実施例10】正極活物質に以下のようにして合成した
LiNi0.9Co0.1O2を用いる他は、実施例1と同様
にしてリチウム電池を作製した。すなわち実施例6で得
た酸化ニッケルの試料gと三酸化二コバルトと水酸化リ
チウム−水和物を原子比でLi/(Ni+Co)=2.
0、Ni:Co9:1となるように混合し、大気中で7
00℃で10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、
粉末1重量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾
過により分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥す
ることによりLiNi0.9Co0.1O2を得た。このLi
Ni0.9Co0.1O2の試料をmとする。
LiNi0.9Co0.1O2を用いる他は、実施例1と同様
にしてリチウム電池を作製した。すなわち実施例6で得
た酸化ニッケルの試料gと三酸化二コバルトと水酸化リ
チウム−水和物を原子比でLi/(Ni+Co)=2.
0、Ni:Co9:1となるように混合し、大気中で7
00℃で10時間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、
粉末1重量に対し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾
過により分離して得られた粉末を100℃で真空乾燥す
ることによりLiNi0.9Co0.1O2を得た。このLi
Ni0.9Co0.1O2の試料をmとする。
【0058】このようにして作製した試料mを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0059】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0060】
【実施例11】正極活物質に以下のようにして合成した
LiNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチ
ウム電池を作製した。まず水酸化ニッケルを400度で
10時間、大気中で熱処理し、酸化ニッケルを得た。こ
の酸化ニッケルを試料nとする。試料nを銅Kα線を用
いたX線回折分析で分析したところ、この酸化ニッケル
は、銅Kα線を用いたX線回折分析において回折角をθ
として2θ=43.20度に回折強度極大のピークを有
し、その極大の強度の半分の強度でのピークの幅は2θ
で表して0.52度であった。この酸化ニッケルの試料
nと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/Ni=
2.0となるように混合し、大気中で700℃で10時
間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重量に対
し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離し
て得られた粉末を100℃で真空乾燥することによりL
iNiO2を得た。このLiNiO2の試料をpとする。
LiNiO2を用いる他は、実施例1と同様にしてリチ
ウム電池を作製した。まず水酸化ニッケルを400度で
10時間、大気中で熱処理し、酸化ニッケルを得た。こ
の酸化ニッケルを試料nとする。試料nを銅Kα線を用
いたX線回折分析で分析したところ、この酸化ニッケル
は、銅Kα線を用いたX線回折分析において回折角をθ
として2θ=43.20度に回折強度極大のピークを有
し、その極大の強度の半分の強度でのピークの幅は2θ
で表して0.52度であった。この酸化ニッケルの試料
nと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi/Ni=
2.0となるように混合し、大気中で700℃で10時
間熱処理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重量に対
し水50重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離し
て得られた粉末を100℃で真空乾燥することによりL
iNiO2を得た。このLiNiO2の試料をpとする。
【0061】このようにして作製した試料pを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。放電容量が大きく、高エネルギー密度
電池として利用できる利点を有している。
【0062】またこの電池を、0.5mA/cm2の充
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
放電電流密度で3.0V−4.5Vの電圧範囲規制で充
放電させた際の1回目の放電容量、および10回目の放
電容量を表に示す。これから明らかなようにサイクルに
よる容量低下が少ないことがわかる。
【0063】実施例1〜11では、酸化ニッケルの合成
に関する具体的な例と、その酸化ニッケルとリチウム化
合物と必要に応じて元素Mの化合物を原子比Li/(N
i+M)≧1となるように混合しその混合物を熱処理し
た後必要に応じて過剰のリチウムを除去することにより
得られる組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦
Y≦0.5)で与えられる複酸化物の合成に関する具体
的な例について示したが、他の方法で合成した酸化ニッ
ケルと他のリチウム塩と必要に応じて他の元素Mの化合
物を他の原子比Li/(Ni+M)となるように混合し
その混合物を熱処理した後必要に応じて過剰のリチウム
を除去することにより得られる他のX、他のYを持つ組
成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.
5)で与えられる複酸化物であっても、銅Kα線を用い
たX線回折分析において回折角をθとして2θ=43±
1度に回折強度極大のピークを有しかつその極大の強度
の半分の強度における回折ピークの幅が2θで表して
0.3度以上ある酸化ニッケルとリチウム化合物と元素
M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB族に属
する元素)の化合物の混合物を熱処理することにより得
られる組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y
≦0.5)で与えられる複酸化物、特に前記リチウム化
合物と前記酸化ニッケルと前記元素M(Mは遷移金属、
IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物
を原子比でLi/(Ni+M)>1となるように混合し
その混合物を熱処理した後、過剰のリチウムを除去して
得られ、前記酸化ニッケルが、ニッケルと、水素、酸
素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構成され
るニッケル化合物を熱処理することにより得られるもの
であり、前記リチウム化合物が、リチウムと、水素、酸
素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素であり、前
記元素M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB
族に属する元素)の化合物が、元素Mと、水素、酸素、
炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構成されるも
のである組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦
Y≦0.5)で与えられる複酸化物を正極活物質として
含む場合は、同様の効果を生じることはいうまでもな
い。
に関する具体的な例と、その酸化ニッケルとリチウム化
合物と必要に応じて元素Mの化合物を原子比Li/(N
i+M)≧1となるように混合しその混合物を熱処理し
た後必要に応じて過剰のリチウムを除去することにより
得られる組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦
Y≦0.5)で与えられる複酸化物の合成に関する具体
的な例について示したが、他の方法で合成した酸化ニッ
ケルと他のリチウム塩と必要に応じて他の元素Mの化合
物を他の原子比Li/(Ni+M)となるように混合し
その混合物を熱処理した後必要に応じて過剰のリチウム
を除去することにより得られる他のX、他のYを持つ組
成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.
5)で与えられる複酸化物であっても、銅Kα線を用い
たX線回折分析において回折角をθとして2θ=43±
1度に回折強度極大のピークを有しかつその極大の強度
の半分の強度における回折ピークの幅が2θで表して
0.3度以上ある酸化ニッケルとリチウム化合物と元素
M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB族に属
する元素)の化合物の混合物を熱処理することにより得
られる組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y
≦0.5)で与えられる複酸化物、特に前記リチウム化
合物と前記酸化ニッケルと前記元素M(Mは遷移金属、
IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の化合物
を原子比でLi/(Ni+M)>1となるように混合し
その混合物を熱処理した後、過剰のリチウムを除去して
得られ、前記酸化ニッケルが、ニッケルと、水素、酸
素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構成され
るニッケル化合物を熱処理することにより得られるもの
であり、前記リチウム化合物が、リチウムと、水素、酸
素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素であり、前
記元素M(Mは遷移金属、IIIB族、IVB族、VB
族に属する元素)の化合物が、元素Mと、水素、酸素、
炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構成されるも
のである組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦
Y≦0.5)で与えられる複酸化物を正極活物質として
含む場合は、同様の効果を生じることはいうまでもな
い。
【0064】
【比較例1】比較例1では、正極活物質に以下のように
して合成した組成式LiNiO2で与えられる複酸化物
を用いる他は実施例1と同様にしてリチウム電池を作製
した。まず塩基性炭酸ニッケルを1000度で20時
間、大気中で熱処理し、酸化ニッケルを得た。この酸化
ニッケルを試料qとする。試料qを銅Kα線を用いたX
線回折分析で分析したところ、図5に示すX線回折パタ
ーンを得た。すなわち、この酸化ニッケルは、銅Kα線
を用いたX線回折分析において回折角をθとして2θ=
43.27度に回折強度極大のピークを有し、その極大
の強度は21920cps(count per se
cond=カウント毎秒)であり、その半分の強度、す
なわち10960cpsは2θ=43.14度および2
θ=43.39度であり、10960cpsでのピーク
の幅は2θで表して0.25度であった。この酸化ニッ
ケルの試料qと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi
/Ni=2となるように混合し、大気中で700℃で1
0時間熱処理することによりLiNiO2を得た。この
LiNiO2の試料をrとする。
して合成した組成式LiNiO2で与えられる複酸化物
を用いる他は実施例1と同様にしてリチウム電池を作製
した。まず塩基性炭酸ニッケルを1000度で20時
間、大気中で熱処理し、酸化ニッケルを得た。この酸化
ニッケルを試料qとする。試料qを銅Kα線を用いたX
線回折分析で分析したところ、図5に示すX線回折パタ
ーンを得た。すなわち、この酸化ニッケルは、銅Kα線
を用いたX線回折分析において回折角をθとして2θ=
43.27度に回折強度極大のピークを有し、その極大
の強度は21920cps(count per se
cond=カウント毎秒)であり、その半分の強度、す
なわち10960cpsは2θ=43.14度および2
θ=43.39度であり、10960cpsでのピーク
の幅は2θで表して0.25度であった。この酸化ニッ
ケルの試料qと水酸化リチウム−水和物を原子比でLi
/Ni=2となるように混合し、大気中で700℃で1
0時間熱処理することによりLiNiO2を得た。この
LiNiO2の試料をrとする。
【0065】このようにして作製した試料rを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。この電池と比較すると、本発明の実施
例で作製した電池は、放電容量が大きいことがわかる。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。この電池と比較すると、本発明の実施
例で作製した電池は、放電容量が大きいことがわかる。
【0066】
【比較例2】比較例2では、正極活物質に以下のように
して合成した組成式LiNiO2で与えられる複酸化物
を用いる他は実施例1と同様にしてリチウム電池を作製
した。すなわち水酸化ニッケルと水酸化リチウムを原子
比でLi/Ni=2.0となるように混合し、700℃
まで温度上昇させ、700℃で10時間、大気中で熱処
理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重量に対し水5
0重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離して得ら
れた粉末を100℃で真空乾燥することによりLiNi
O2を得た。このLiNiO2の試料をsとする。
して合成した組成式LiNiO2で与えられる複酸化物
を用いる他は実施例1と同様にしてリチウム電池を作製
した。すなわち水酸化ニッケルと水酸化リチウムを原子
比でLi/Ni=2.0となるように混合し、700℃
まで温度上昇させ、700℃で10時間、大気中で熱処
理し、熱処理で得られた粉末を、粉末1重量に対し水5
0重量で4時間洗浄し、ろ液を濾過により分離して得ら
れた粉末を100℃で真空乾燥することによりLiNi
O2を得た。このLiNiO2の試料をsとする。
【0067】このようにして作製した試料sを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。この電池と比較すると、本発明の実施
例で作製した電池は、放電容量が大きいことがわかる。
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で4.
5Vまで充電しその後3.0Vまで放電させた際の放電
容量を表に示す。この電池と比較すると、本発明の実施
例で作製した電池は、放電容量が大きいことがわかる。
【0068】この比較例2では、酸化ニッケルを得る出
発原料のニッケルとリチウム化合物および組成式LiX
Ni1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)を得る
反応の熱処理温度は実施例7と全く同じであるが、実施
例7と異なる点は、組成式LiXNi1-YMYO2(X≦
1.1、0≦Y≦0.5)を得る反応の熱処理温度、す
なわちここでは700℃の温度まで、連続的に温度を上
昇させている点である。したがって、銅Kα線を用いた
X線回折分析において回折角をθとして2θ=43±1
度に回折強度極大のピークを有しかつその極大の強度の
半分の強度における回折ピークの幅が2θで表して0.
3度以上ある酸化ニッケルの生成が不十分なままで、組
成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.
5)を得る反応が進行してしまうため、得られた試料を
正極活物質とする電池の放電容量は減少したと考えられ
る。
発原料のニッケルとリチウム化合物および組成式LiX
Ni1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.5)を得る
反応の熱処理温度は実施例7と全く同じであるが、実施
例7と異なる点は、組成式LiXNi1-YMYO2(X≦
1.1、0≦Y≦0.5)を得る反応の熱処理温度、す
なわちここでは700℃の温度まで、連続的に温度を上
昇させている点である。したがって、銅Kα線を用いた
X線回折分析において回折角をθとして2θ=43±1
度に回折強度極大のピークを有しかつその極大の強度の
半分の強度における回折ピークの幅が2θで表して0.
3度以上ある酸化ニッケルの生成が不十分なままで、組
成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、0≦Y≦0.
5)を得る反応が進行してしまうため、得られた試料を
正極活物質とする電池の放電容量は減少したと考えられ
る。
【0069】
【0070】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
環境汚染の観点から好ましくない硝酸塩を出発物質とし
て用いず、かつ経済的に不利な酸素雰囲気での熱処理を
行わずに、放電容量が大きいリチウム電池を構成するこ
とができ、携帯用の種々の電子機器の電源を始め、様々
な分野に利用できるという利点を有する。
環境汚染の観点から好ましくない硝酸塩を出発物質とし
て用いず、かつ経済的に不利な酸素雰囲気での熱処理を
行わずに、放電容量が大きいリチウム電池を構成するこ
とができ、携帯用の種々の電子機器の電源を始め、様々
な分野に利用できるという利点を有する。
【図1】本発明の実施例におけるコイン型電池の構成例
を示す断面図。
を示す断面図。
【図2】本発明の実施例における酸化ニッケル試料aの
銅Kα線を用いたX線回折パターンを示す図。
銅Kα線を用いたX線回折パターンを示す図。
【図3】本発明の実施例におけるLiNiO2試料cの
充放電特性図。
充放電特性図。
【図4】本発明の実施例における酸化ニッケル試料gの
銅Kα線を用いたX線回折パターンを示す図。
銅Kα線を用いたX線回折パターンを示す図。
【図5】本発明の比較例における酸化ニッケル試料qの
銅Kα線を用いたX線回折パターンを示す図。
銅Kα線を用いたX線回折パターンを示す図。
1 封口板 2 ガスケット 3 正極ケース 4 負極 5 セパレータ 6 正極合剤ペレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山木 準一 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】組成式LiXNi1-YMYO2(X≦1.1、
0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物のリチウム電池
用正極活物質の製造方法において、銅Kα線を用いたX
線回折分析において回折角をθとして2θ=43±1度
に回折強度極大のピークを有しかつその極大の半分の強
度における回折ピークの幅が2θで表して0.3度以上
ある酸化ニッケルとリチウム化合物と元素M(Mは遷移
金属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素)の
化合物との混合物を熱処理することを特徴とするリチウ
ム電池用正極活物質の製造方法。 - 【請求項2】前記組成式LiXNi1-YMYO2(Mは遷移
金属、IIIB族、IVB族、VB族に属する元素、X
≦1.1、0≦Y≦0.5)で与えられる複酸化物が、
前記リチウム化合物と前記酸化ニッケルと前記元素Mの
化合物を原子比でLi/(Ni+M)>1となるように
混合しその混合物を熱処理した後に過剰のリチウムを除
去して得られるものであることを特徴とする請求項1記
載のリチウム電池用正極活物質の製造方法。 - 【請求項3】前記酸化ニッケルが、ニッケルと、水素、
酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構成さ
れるニッケル化合物を熱処理することにより得られるも
のであることを特徴とする請求項1または請求項2記載
のリチウム電池用正極活物質の製造方法。 - 【請求項4】前記リチウム化合物が、リチウムと、水
素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元素で構
成されるものであることを特徴とする請求項1から請求
項3記載のいずれかのリチウム電池用正極活物質の製造
方法。 - 【請求項5】前記元素M(Mは遷移金属、IIIB族、
IVB族、VB族に属する元素)の化合物が、元素M
と、水素、酸素、炭素の中の少なくとも一種類以上の元
素で構成されるものであることを特徴とする請求項1か
ら請求項4記載のいずれかのリチウム電池用正極活物質
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7080683A JPH08250121A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | リチウム電池用正極活物質の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7080683A JPH08250121A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | リチウム電池用正極活物質の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250121A true JPH08250121A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=13725150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7080683A Pending JPH08250121A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | リチウム電池用正極活物質の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08250121A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196063A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-07-19 | Sumitomo Chem Co Ltd | 非水二次電池用活物質およびこれを用いた非水二次電池 |
| JP2014229614A (ja) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | 深▲セン▼市貝特瑞新能源材料股▲ふん▼有限公司 | リチウムイオン電池正極材の改質方法 |
| US9793542B2 (en) | 2014-03-28 | 2017-10-17 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material and a battery including said material |
| US10910647B2 (en) | 2017-05-09 | 2021-02-02 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Battery including beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material |
| CN115275200A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-01 | 四川朗晟新能源科技有限公司 | 一种锂电池正极材料用补锂剂及其制备方法 |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP7080683A patent/JPH08250121A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196063A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-07-19 | Sumitomo Chem Co Ltd | 非水二次電池用活物質およびこれを用いた非水二次電池 |
| JP2014229614A (ja) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | 深▲セン▼市貝特瑞新能源材料股▲ふん▼有限公司 | リチウムイオン電池正極材の改質方法 |
| US11799082B2 (en) | 2014-03-28 | 2023-10-24 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material and a battery including said material |
| US9793542B2 (en) | 2014-03-28 | 2017-10-17 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material and a battery including said material |
| US9793543B2 (en) | 2014-03-28 | 2017-10-17 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Battery including beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material |
| US10158118B2 (en) | 2014-03-28 | 2018-12-18 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Battery including beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material |
| US10276869B2 (en) | 2014-03-28 | 2019-04-30 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material and a battery including said material |
| US11081696B2 (en) | 2014-03-28 | 2021-08-03 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material and a battery including said material |
| US11316159B2 (en) | 2014-03-28 | 2022-04-26 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Battery including beta-delithiated layered nickle oxide electrochemically active cathode material |
| US11901553B2 (en) | 2014-03-28 | 2024-02-13 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Battery including beta-delithiated layered nickle oxide electrochemically active cathode material |
| US10910647B2 (en) | 2017-05-09 | 2021-02-02 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Battery including beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material |
| US11764357B2 (en) | 2017-05-09 | 2023-09-19 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Battery including beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material |
| CN115275200A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-01 | 四川朗晟新能源科技有限公司 | 一种锂电池正极材料用补锂剂及其制备方法 |
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