(57)【要約】  初期容量特性、サイクル特性およびレート特性に優れる正極活物質が得られるリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質、を用いたリチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を提供する。  Ｌｉ元素及び遷移金属元素を含むリチウム含有複合酸化物と、組成物（１）｛少なくとも一種の金属元素（ｍ）を有する陽イオンＭを含む水溶液｝および組成物（２）｛Ｓ、Ｐ、Ｆ、およびＢからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素（ｎ）を有し、陽イオンＭと反応して難溶性の塩を形成する陰イオンＮを含む水溶液｝とを接触させる製造方法であって、リチウム含有複合酸化物１００ｇ当たりに接触させる組成物（１）および組成物（２）の合計量Ａ（ｍｌ／１００ｇ）が、前記リチウム含有複合酸化物の吸油量Ｂ（ｍｌ／１００ｇ）に対して、０．１＜Ａ／Ｂ＜５の割合とする。
2012176904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌｉ元素及び遷移金属元素を含むリチウム含有複合酸化物と、下記組成物（１）および組成物（２）とを接触させ、加熱するリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法であって、
前記リチウム含有複合酸化物１００ｇ当たりに接触させる組成物（１）および組成物（２）の合計量Ａ（ｍｌ／１００ｇ）が、前記リチウム含有複合酸化物の吸油量Ｂ（ｍｌ／１００ｇ）に対して、０．１＜Ａ／Ｂ＜５の割合であることを特徴とする、リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
組成物（１）：Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ、およびＹｂからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素（ｍ）を有する陽イオンＭを含む水溶液。
組成物（２）：Ｓ、Ｐ、Ｆ、およびＢからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素（ｎ）を有し、陽イオンＭと反応して難溶性の塩を形成する陰イオンＮを含む水溶液。
【請求項２】
前記組成物（１）に含まれる金属元素（ｍ）が、Ａｌである、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項３】
前記組成物（２）に含まれる陰イオンＮが、ＳＯ４２−、ＰＯ４３−、およびＦ−からなる群より選ばれる少なくとも一種の陰イオンである、請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項４】
前記加熱を２５０〜７００℃で行う、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項５】
前記組成物（１）に含まれる金属元素（ｍ）の量（モル比）が、前記リチウム含有複合酸化物に含まれる遷移金属元素の合計量に対して、０．００１〜０．０５の範囲である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項６】
前記組成物（２）に含まれる陰イオンＮの量（モル比）が、前記リチウム含有複合酸化物に含まれる遷移金属元素の合計量に対して、０．００１〜０．０５の範囲である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項７】
前記リチウム含有複合酸化物と前記組成物（１）または組成物（２）との接触を、撹拌下の前記リチウム含有複合酸化物に前記組成物（１）または組成物（２）を添加して、前記リチウム含有複合酸化物と前記組成物（１）または組成物（２）とを混合することによって行う、請求項１〜６のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項８】
前記リチウム含有複合酸化物と前記組成物（１）または組成物（２）との接触を、スプレーコート法を用いて前記組成物（１）または組成物（２）を前記リチウム含有複合酸化物に噴霧することによって行う、請求項１〜７のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法によって製造されたリチウムイオン二次電池用正極活物質とバインダーとを含むリチウムイオン二次電池用正極。
【請求項１０】
請求項９に記載の正極と負極と非水電解質とを含むリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法に関する。また本発明は、該製造方法によって得られるリチウムイオン二次電池用正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、携帯電話やノート型パソコン等の携帯型電子機器に広く用いられている。リチウムイオン二次電池用の正極活物質には、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＭｎＯ４等のリチウムと遷移金属等との複合酸化物（以下、リチウム含有複合酸化物ともいう）が用いられている。【０００３】
また、近年、携帯型電子機器や車載用のリチウムイオン二次電池として小型化・軽量化が求められ、単位質量あたりの放電容量、または充放電サイクルを繰り返した後に放電容量が低下しない特性（以下、サイクル特性ともういう）の更なる向上が望まれている。また、特に車載用の用途においては、高い放電レートで放電した際に放電容量が低下しない特性（以下、レート特性ともいう）のさらなる向上が望まれている。このような、サイクル特性およびレート特性を向上させる方法としては、リチウム含有複合酸化物に被覆層を設けることが有効であることが、従来から知られている。【０００４】
特許文献１には、リチウム含有複合酸化物を硝酸アルミニウム水溶液中に分散させた後に、フッ化アンモニウム水溶液を添加してろ過と洗浄を行った後に加熱し、リチウム含有複合酸化物表面にフッ化アルミニウムの被覆層を形成する方法が記載されている。しかし、この方法では、ろ過と洗浄の両方を行うためにプロセスが煩雑であるうえに廃液処理が必要となるため、生産性に劣るという問題があった。また、ろ過後に得られるウェットケーキを乾燥させると、正極活物質が凝集して粗大粒子を形成しやすいという問題があった。【０００５】
特許文献２には、非晶質ＡｌＰＯｋ相がコロイド形態で分散した水溶液１００ｍｌに、リチウム含有複合酸化物２０ｇを分散させた後に１３０℃で乾燥させて、さらに熱処理することでＡｌＰＯｋ化合物を含む表面処理層を形成する方法が記載されている。しかし、この方法では、多量の水を乾燥させるために大きなエネルギーが必要であり、さらに、乾燥時、上記同様に正極活物質が凝集して粗大粒子を形成しやすいという問題があった。【０００６】
特許文献３には、Ｌｉ元素のモル量が遷移金属元素の総モル量に対して０．９−１．１倍モルである、次式｛ＬｉｐＮｘＭｙＯｚＦａ（０．９≦ｐ≦１．１、０．９６５≦ｘ＜１．００、０＜ｙ≦０．０３５、１．９≦ｚ≦２．１、ｘ＋ｙ＝１、０≦ａ≦０．０２）｝で表わされるリチウム含有複合酸化物と、ジルコニウムを含む水溶液とを撹拌、混合し、酸素雰囲気下４５０℃以上で高温焼成することにより、酸化ジルコニウムがリチウム含有複合酸化物の表面層に被覆された正極活物質を得る方法が記載されている。しかし、この方法では、リチウム含有複合酸化物を酸化物以外の化合物で被覆することが難しいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本特表２００８−５３６２８５号公報
【特許文献２】日本特許第４５８２９９０号公報
【特許文献３】国際公開第２００７／１０２４０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、高電圧で充電を行った場合でも、サイクル特性およびレート特性に優れる正極活物質が得られるリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の発明に関する。【００１０】
［１］  Ｌｉ元素及び遷移金属元素を含むリチウム含有複合酸化物と、下記組成物（１）および組成物（２）とを接触させ、加熱するリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法であって、前記リチウム含有複合酸化物１００ｇ当たりに接触させる組成物（１）および組成物（２）の合計量Ａ（ｍｌ／１００ｇ）が、前記リチウム含有複合酸化物の吸油量Ｂ（ｍｌ／１００ｇ）に対して、０．１＜Ａ／Ｂ＜５の割合であることを特徴とする、リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
組成物（１）：Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ、およびＹｂからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素（ｍ）を有する陽イオンＭを含む水溶液。
組成物（２）：Ｓ、Ｐ、Ｆ、およびＢからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素（ｎ）を有し、陽イオンＭと反応して難溶性の塩を形成する陰イオンＮを含む水溶液。
［２］  前記組成物（１）に含まれる金属元素（ｍ）が、Ａｌである、［１］に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
［３］  前記組成物（２）に含まれる陰イオンＮが、ＳＯ４２−、ＰＯ４３−、およびＦ−からなる群より選ばれる少なくとも一種の陰イオンである、［１］または［２］に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
［４］  前記加熱を２５０〜７００℃で行う、［１］〜［３］のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
［５］  前記組成物（１）に含まれる金属元素（ｍ）の量（モル比）が、前記リチウム含有複合酸化物に含まれる遷移金属元素の合計量に対して、０．００１〜０．０５の範囲である、［１］〜［４］のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
［６］  前記組成物（２）に含まれる陰イオンＮの量（モル比）が、前記リチウム含有複合酸化物に含まれる遷移金属元素の合計量に対して、０．００１〜０．０５の範囲である、［１］〜［４］のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
［７］  前記リチウム含有複合酸化物と前記組成物（１）または組成物（２）との接触を、撹拌中の前記リチウム含有複合酸化物に前記組成物（１）または組成物（２）を添加して、前記リチウム含有複合酸化物と前記組成物（１）または組成物（２）とを混合することによって行う、［１］〜［６］のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
［８］  前記リチウム含有複合酸化物と前記組成物（１）または組成物（２）との接触を、スプレーコート法を用いて前記組成物（１）または組成物（２）を前記リチウム含有複合酸化物に噴霧することによって行う、［１］〜［７］のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
［９］  上記［１］〜［８］のいずれかに記載の製造方法によって製造されたリチウムイオン二次電池用正極活物質とバインダーとを含むリチウムイオン二次電池用正極。
［１０］  上記［９］に記載の正極と負極と非水電解質とを含むリチウムイオン二次電池。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の製造方法によれば、高電圧で充電を行った場合であっても、サイクル特性およびレート特性に優れるリチウムイオン二次電池用正極活物質を、生産性よく製造できる。また、本発明の製造方法では、ろ過や洗浄が不要であり、リチウム含有複合酸化物が塊状になることがなく撹拌等の取り扱いが容易であり、且つ、乾燥時に凝集が起きにくいので、生産性が顕著に向上する。【００１２】
さらに、本発明の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池用正極、および、この正極を用いたリチウムイオン二次電池は、高電圧で充電を行った場合であっても、優れたサイクル特性およびレート特性が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法の実施例について説明する図であり、組成物１と組成物２の液量Ａと、リチウム含有複合酸化物の吸油量Ｂとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
［リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法］
本発明の正極活物質の製造方法は、Ｌｉ元素及び遷移金属元素を含むリチウム含有複合酸化物と、下記組成物（１）および組成物（２）とを接触させ、加熱するリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法であって、前記リチウム含有複合酸化物１００ｇ当たりに接触させる組成物（１）および組成物（２）の合計量Ａ（ｍｌ／１００ｇ）が、前記リチウム含有複合酸化物の吸油量Ｂ（ｍｌ／１００ｇ）に対して、０．１＜Ａ／Ｂ＜５の割合とする。
【００１６】
組成物（１）：Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ、およびＹｂからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素（ｍ）を有する陽イオンＭを含む水溶液。
組成物（２）：Ｓ、Ｐ、Ｆ、およびＢからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素（ｎ）を有し、陽イオンＭと反応して難溶性の塩を形成する陰イオンＮを含む水溶液。
【００１７】
「リチウム含有複合酸化物」
本発明におけるリチウム含有複合酸化物は、Ｌｉ元素と遷移金属元素とを含む。
遷移金属元素としては、たとえば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｖ、およびＣｕからなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。
リチウム含有複合酸化物としては、たとえば、下記式（１）で表される化合物（ｉ）、下記式（２）で示される物質、または、これらの複合体であるオリビン型金属リチウム塩である化合物（ｉｉ）、または、下記式（３−１）で表される化合物（ｉｉｉ）、下記式（４）で表わされる化合物（ｉｖ）が好ましい。これらの材料は一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
リチウム含有複合酸化物としては、高容量であるという点で化合物（ｉｉｉ）が特に好ましく、下記式（３−１）で表わされる化合物が最も好ましい。
【００１８】
（化合物（ｉ））
Ｌｉａ（ＮｉｘＭｎｙＣｏｚ）ＭｅｂＯ２  ・・・  （１）
ただし、式（１）中、０．９５≦ａ≦１．１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｂ≦０．３、０．９０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｂ≦１．０５、ＭｅはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、およびＡｌからなる群から選ばれる少なくとも一種である。
式（１）で表される化合物（ｉ）の例としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ０．５Ｎｉ０．５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８５Ｃｏ０．１０Ａｌ０．０５Ｏ２、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２が挙げられる。
【００１９】
（化合物（ｉｉ））
ＬｉＬＸｘ’Ｙｙ’Ｏｚ’Ｆｇ  ・・・  （２）
ただし、式（２）中、ＸはＦｅ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｖ（ＩＩ）、またはＣｕ（ＩＩ）を示し、ＹはＰまたはＳｉを示し、０＜Ｌ≦３、１≦ｘ’≦２、１≦ｙ’≦３、４≦ｚ’≦１２、０≦ｇ≦１である。
オリビン型金属リチウム塩（ｉｉ）としては、ＬｉＦｅＰＯ４、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３、ＬｉＦｅＰ２Ｏ７、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、Ｌｉ２ＦｅＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭｎＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＮｉＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＣｏＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ２ＮｉＳｉＯ４、Ｌｉ２ＣｏＳｉＯ４が挙げられる。
【００２０】
（化合物（ｉｉｉ））
化合物（ｉｉｉ）は、下式（３−１）で表される化合物である。下式（３−１）で表される化合物の表記は、充放電や活性化等の処理を行う前の組成式である。ここで、活性化とは、リチウム含有複合酸化物から酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、または、リチウムおよび酸化リチウムを、取り除くことをいう。通常の活性化方法としては、４．４Ｖもしくは４．６Ｖ（Ｌｉ＋／Ｌｉの酸化還元電位との電位差として表わされる値である。）より、大きな電圧で充電する電気化学的活性化法が挙げられる。また、硫酸、塩酸もしくは硝酸等の酸を用いた化学反応を用いる化学的活性化方法が挙げられる。
【００２１】
Ｌｉ（ＬｉｘＭｎｙＭｅ´ｚ）ＯｐＦｑ  ・・・  （３−１）
ただし、式（３−１）において、Ｍｅ´は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｇからなる群から選ばれる少なくとも一種である。
また、 式（３−１）において、０．０９＜ｘ＜０．３、ｙ＞０、ｚ＞０、１．９＜ｐ＜２．１、０≦ｑ≦０．１であり、かつ、０．４≦ｙ／（ｙ＋ｚ）≦０．８、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、１．２＜（１＋ｘ）／（ｙ＋ｚ）である。すなわち、化合物（ｉｉｉ）は、Ｌｉの割合が、ＭｎとＭｅ´の合計に対して１．２倍モルを超える。また、式（３−１）はＭｎを特定量含む化合物である点も特徴であり、ＭｎとＭｅ´の総量に対するＭｎの割合は、０．４〜０．８が好ましく、０．５５〜０．７５がより好ましい。Ｍｎが前記の範囲であれば、放電容量が高容量となる。ここで、ｑはＦの割合を示すが、Ｆが存在しない場合にはｑは０である。また、ｐは、ｘ、ｙ、ｚおよびｑに応じて決まる値であり、１．９〜２．１である。
【００２２】
リチウム含有複合酸化物が式（３−１）で表される化合物である場合、前記遷移金属元素の総モル量に対するＬｉ元素の組成比は１．２５≦（１＋ｘ）／（ｙ＋ｚ）≦１．７５が好ましく、１．３５≦（１＋ｘ）／（ｙ＋ｚ）≦１．６５がより好ましく、１．４０≦（１＋ｘ）／（ｙ＋ｚ）≦１．５５が特に好ましい。この組成比が前記の範囲であれば、４．６Ｖ以上の高い充電電圧を印加した場合に、単位質量あたりの放電容量が高い正極材料が得られる。
【００２３】
化合物（ｉｉｉ）としては、下式（３−２）で表される化合物がより好ましい。
Ｌｉ（ＬｉｘＭｎｙＮｉｖＣｏｗ）Ｏｐ  ・・・  （３−２）
ただし、式（３−２）において、０．０９＜ｘ＜０．３、０．３６＜ｙ＜０．７３、０＜ｖ＜０．３２、０＜ｗ＜０．３２、１．９＜ｐ＜２．１、ｘ＋ｙ＋ｖ＋ｗ＝１である。
式（３−２）において、Ｍｎ、Ｎｉ、およびＣｏ元素の合計に対するＬｉ元素の組成比は、１．２＜（１＋ｘ）／（ｙ＋ｖ＋ｗ）＜１．８であり、１．３５＜（１＋ｘ）／（ｙ＋ｖ＋ｗ）＜１．６５が好ましく、１．４５＜（１＋ｘ）／（ｙ＋ｖ＋ｗ）＜１．５５がより好ましい。
化合物（ｉｉｉ）としては、Ｌｉ（Ｌｉ０．１６Ｎｉ０．１７Ｃｏ０．０８Ｍｎ０．５９）Ｏ２、Ｌｉ（Ｌｉ０．１７Ｎｉ０．１７Ｃｏ０．１７Ｍｎ０．４９）Ｏ２、Ｌｉ（Ｌｉ０．１７Ｎｉ０．２１Ｃｏ０．０８Ｍｎ０．５４）Ｏ２、Ｌｉ（Ｌｉ０．１７Ｎｉ０．１４Ｃｏ０．１４Ｍｎ０．５５）Ｏ２、Ｌｉ（Ｌｉ０．１８Ｎｉ０．１２Ｃｏ０．１２Ｍｎ０．５８）Ｏ２、Ｌｉ（Ｌｉ０．１８Ｎｉ０．１６Ｃｏ０．１２Ｍｎ０．５４）Ｏ２、Ｌｉ（Ｌｉ０．２０Ｎｉ０．１２Ｃｏ０．０８Ｍｎ０．６０）Ｏ２、Ｌｉ（Ｌｉ０．２０Ｎｉ０．１６Ｃｏ０．０８Ｍｎ０．５６）Ｏ２、Ｌｉ（Ｌｉ０．２０Ｎｉ０．１３Ｃｏ０．１３Ｍｎ０．５４）Ｏ２、が特に好ましい。
【００２４】
化合物（ｉｉｉ）としては、層状岩塩型結晶構造（空間群Ｒ−３ｍ）であることが好ましい。また、化合物（ｉｉｉ）は、遷移金属元素に対するＬｉ元素の比率が高いため、ＸＲＤ（Ｘ線回折：ＣｕＫα）測定において、層状Ｌｉ２ＭｎＯ３と同様に２θ＝２０〜２５°の範囲にピークが観察される。
【００２５】
（化合物（ｉｖ））
Ｌｉ（Ｍｎ２−ｘＭｅ´´ｘ）Ｏ４  ・・・  （４）
ただし、式（４）中、０≦ｘ＜２、Ｍｅ´´はＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｒ，Ｍｇ、Ｂａ、Ｎｂ、Ａｇ、およびＡｌからなる群より選ばれる少なくとも一種である。式（ｉｖ）で表される化合物（ｉｖ）としては、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４、ＬｉＭｎ１．０Ｃｏ１．０Ｏ４、ＬｉＭｎ１．８５Ａｌ０．１５Ｏ４、ＬｉＭｎ１．９Ｍｇ０．１Ｏ４が挙げられる。
【００２６】
リチウム含有複合酸化物は、粒子状であることが好ましく、平均粒子径（Ｄ５０）は０．０３〜３０μｍが好ましく、０．０４〜２５μｍがより好ましく、０．０５〜２０μｍが特に好ましい。本発明において、平均粒子径（Ｄ５０）とは、体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積カーブにおいて、その累積カーブが５０％となる点の粒子径である、体積基準累積５０％径を意味する。粒度分布は、レーザー散乱粒度分布測定装置で測定した頻度分布および累積体積分布曲線で求められる。粒子径の測定は、粉末を水媒体中に超音波処理などで充分に分散させて粒度分布を測定する（たとえば、ＨＯＲＩＢＡ社製レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０ＶＩＩ、などを用いる）ことで行なわれる。
【００２７】
リチウム複合酸化物が化合物（ｉ）、化合物（ｉｉｉ）、化合物（ｉｖ）より選ばれる化合物である場合、平均粒子径（Ｄ５０）は３〜３０μｍが好ましく、４〜２５μｍがより好ましく、５〜２０μｍが特に好ましい。リチウム複合酸化物が化合物（ｉｉ）より選ばれる化合物である場合、平均粒子径（Ｄ５０）は０．０３〜５μｍが好ましく、０．０４〜１μｍがより好ましく、０．０５〜０．５μｍが特に好ましい。
【００２８】
リチウム含有複合酸化物の比表面積は、０．１〜３０ｍ２／ｇが好ましく、０．１５〜２５ｍ２／ｇが特に好ましい。該比表面積が、０．１〜３０ｍ２／ｇであると容量が高く、緻密な正極電極層が形成できる。
リチウム複合酸化物が化合物（ｉ）または化合物（ｉｖ）より選ばれる化合物である場合、比表面積は０．１〜１ｍ２／ｇが好ましく、０．１５〜０．６ｍ２／ｇがより好ましい。リチウム複合酸化物が化合物（ｉｉｉ）より選ばれる化合物である場合、比表面積は０．３〜１０ｍ２／ｇが好ましく、０．５〜５ｍ２／ｇがより好ましく、１〜４ｍ２／ｇが特に好ましい。リチウム複合酸化物が化合物（ｉｉ）より選ばれる化合物である場合、比表面積は１〜３０ｍ２／ｇが好ましく、１０〜２５ｍ２／ｇがより好ましい。
【００２９】
リチウム含有複合酸化物の製造方法としては、共沈法により得られたリチウム含有複合酸化物の前駆体（共沈組成物）とリチウム化合物を混合して焼成する方法、水熱合成法、ゾルゲル法、乾式混合法（固相法）、イオン交換法、ガラス結晶化法を適宜用いることができる。なお、リチウム含有複合酸化物中に遷移金属元素が均一に含有されると放電容量が向上するため、共沈法により得られたリチウム含有複合酸化物の前駆体とリチウム化合物とを混合して焼成する方法を用いることが好ましい。
【００３０】
「組成物（１）ならびに組成物（２）」
本発明における組成物（１）は、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ、およびＹｂからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素（ｍ）（以下、金属元素（ｍ）ともいう。）を有する陽イオンＭを含む水溶液である。陽イオンＭは、金属元素（ｍ）のイオンであってもよく、金属元素（ｍ）を有する錯イオンであってもよい。陰イオンＮとの反応性の点で、陽イオンＭは金属元素（ｍ）のイオンであることが好ましい。
金属元素（ｍ）としては、Ａｌが好ましく、陽イオンＭとしては、Ａｌ３＋が好ましい。
組成物（１）は、金属元素（ｍ）を有し、水溶液中で陽イオンＭを生じさせる水溶性化合物（１）を溶解させたものであることが好ましい。ここでいう水溶性とは、２５℃の蒸留水への溶解度（飽和溶液１００ｇに溶けている溶質の質量［ｇ］）が２超であることをいう。溶解度が２超であると、組成物（１）に含まれる陽イオンＭの量を高くすることができるため、効率よく後述の被覆層（Ｉ）を形成することができる。また、水溶性化合物（１）の溶解度は、５超であることがより好ましく、１０超であると特に好ましい。
水溶性化合物（１）としては、金属元素（ｍ）の硝酸塩、硫酸塩、塩化物等の無機塩、酢酸塩、クエン酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、乳酸塩、乳酸塩、シュウ酸塩等の有機塩または有機錯体、アンミン錯体等が挙げられる。なかでも、熱により分解しやすく、溶媒への溶解性が高いことから、硝酸塩、有機酸塩、有機錯体、アンミン錯体が特に好ましい。
水溶性化合物（１）としては、硝酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、シュウ酸アルミニウム、クエン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、塩基性乳酸アルミニウム、マレイン酸アルミニウムが好ましい。
【００３１】
また、本実施形態では、後述の被覆層（Ｉ）中の金属元素（ｍ）の量を制御するため、組成物（１）に含まれる金属元素Ｍの合計量を、リチウム含有複合酸化物に含まれる遷移金属元素の合計量に対して、０．００１〜０．０５の範囲とすることが好ましく、０．００３〜０．０４がより好ましく、０．００５〜０．０３が特に好ましい。
【００３２】
また、本発明における組成物（２）は、Ｓ、Ｐ、Ｆ、およびＢからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素（ｎ）（以下、元素（ｎ）ともいう。）を有し、陽イオンＭと反応して難溶性の塩を形成する陰イオンＮを含む水溶液である。
組成物（２）としては、元素（ｎ）を有し、水溶液中で解離して陰イオンＮを生成させる水溶性化合物（２）を溶解させたものであることが好ましい。
【００３３】
ここでいう水溶性についても、組成物（１）の場合と同様、２５℃の蒸留水への溶解度（飽和溶液１００ｇに溶けている溶質の質量［ｇ］）が２超であることをいう。水溶性組成物（２）の溶解度は、２超であると組成物（２）に含まれる陰イオンＮの量を高くすることができるため、効率よく被覆層（Ｉ）を形成することができる。水溶性組成物（２）の溶解度は、５超であることがより好ましく、１０超であることが特に好ましい。
【００３４】
陰イオンＮとしては、具体的には、ＳＯ４２−、ＳＯ３２−、Ｓ２Ｏ３２−、ＳＯ６２−、ＳＯ８２−、ＰＯ４３−、Ｐ２Ｏ７４−、ＰＯ３３−、ＰＯ２３−、Ｆ−、ＢＯ３３−、ＢＯ２−、Ｂ４Ｏ７２−、Ｂ５Ｏ８−等が挙げられる。なかでも、安定性や取り扱い性の点で、ＳＯ４２−、ＰＯ４３−、Ｆ−が特に好ましい。
前記水溶性化合物（２）としては、元素（ｎ）を有し、かつ陽イオンＭと反応して難溶性の塩を形成できる化合物であればよく、たとえば、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ２ＳＯ３、Ｈ２Ｓ２Ｏ３、Ｈ２ＳＯ６、Ｈ２ＳＯ８、Ｈ３ＰＯ４、Ｈ４Ｐ２Ｏ７、Ｈ３ＰＯ３、Ｈ３ＰＯ２、ＨＦ、Ｈ３ＢＯ３、ＨＢＯ２、Ｈ２Ｂ４Ｏ７、ＨＢ５Ｏ８等の酸、またはこれらのアンモニウム塩、アミン塩、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等の塩が挙げられる。これらのなかでも、取り扱い性や安全性の点で、酸よりも塩を用いることが好ましい。また、加熱する際に分解して除去される点で、アンモニウム塩が特に好ましい。具体的には（ＮＨ４）２ＳＯ４、（ＮＨ４）ＨＳＯ４、（ＮＨ４）３ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４、ＮＨ４Ｆ等が好ましい。
【００３５】
また、本実施形態では、後述の被覆層（Ｉ）中の陰イオンＮの量を制御するため、組成物（２）に含まれる陰イオンＮの量（モル比）は、リチウム含有複合酸化物に含まれる遷移金属元素の合計量に対して、０．００１〜０．０５の範囲とすることが好ましく、０．００３〜０．０４がより好ましく、０．００５〜０．０３が特に好ましい。
【００３６】
本発明において、（組成物（１）に含まれる陽イオンＭの合計量×陽イオンＭの平均価数）／（組成物（２）に含まれる陰イオンＮの合計量×陰イオンＮの平均価数）は０．１〜１０であることが好ましく、０．２〜４であるとより好ましく、０．３〜２であると特に好ましい。この範囲であると、リチウムイオン二次電池のサイクル特性およびレート特性に優れる。
【００３７】
また、（組成物（１）に含まれる陽イオンＭの合計量×陽イオンＭの平均価数）／（組成物（２）に含まれる陰イオンＮの合計量×陰イオンＮの平均価数）が１未満であると、充放電効率が向上するため、０．１〜０．９９であると好ましく、０．２〜０．９であるとより好ましく、０．３〜０．８であると特に好ましい。陽イオンＭによるプラス電荷よりも陰イオンＮによるマイナス電荷の方が多くなるため、リチウム含有複合酸化物に含まれる余剰のリチウムイオンが陰イオンＮと結合するため、充放電効率が向上すると考えられる。
【００３８】
本発明において、組成物（１）および組成物（２）の溶媒としては水を用いればよいが、前記水溶性化合物（１）や前記水溶性化合物（２）の溶解性を損なわない程度に、水溶性アルコールやポリオールを添加してもよい。水溶性アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノールが挙げられる。また、ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ブタンジオール、グリセリンが挙げられる。また、溶媒中に含まれる水溶性アルコールとポリオールの合計の含有量としては、溶媒全量に対して０〜２０質量％が好ましく、０〜１０質量％がより好ましい。安全面、環境面、取扱い性、コストの点で優れているため、溶媒としては、水のみであることが特に好ましい。
【００３９】
さらに、組成物（１）および組成物（２）には、水溶性化合物（１）および水溶性化合物（２）の溶解度を調整するために、それぞれｐＨ調整剤が含まれていてもよい。ｐＨ調整剤としては、加熱時に揮発または分解するものが好ましい。具体的には、酢酸、クエン酸、乳酸、ギ酸、マレイン酸、シュウ酸などの有機酸やアンモニアが好ましい。このように、揮発または分解するｐＨ調整剤を用いると、不純物が残留しにくいため、良好な電池特性が得られやすい。
組成物（１）および組成物（２）のｐＨとしては、それぞれ２〜１２が好ましく、３〜１１がより好ましく、４〜１０が特に好ましい。ｐＨが前記の範囲にあれば、リチウム含有複合酸化物と組成物（１）および組成物（２）とを接触させたときに、リチウム含有複合酸化物からのＬｉ元素や遷移金属の溶出が少なく、また、ｐＨ調整剤等の不純物が少ないため良好な電池特性が得られやすい。
【００４０】
本発明における、リチウム含有複合酸化物と組成物（１）および組成物（２）との接触方法としては、スプレーコート法が特に好ましい。スプレーコート法はプロセスが簡便であり、かつ、後述の被覆層（Ｉ）をリチウム含有複合酸化物の表面に均一に被覆させることができる。
【００４１】
組成物（１）および組成物（２）をリチウム含有複合酸化物に接触させる順番としては、リチウム含有複合酸化物に組成物（１）を接触させた後に組成物（２）を接触させてもよく、組成物（２）を接触させた後に組成物（１）を接触させてもよく、また、組成物（１）と組成物（２）を交互に複数回ずつ接触させてもよく、もしくは、組成物（１）および組成物（２）を同時に接触させてもよい。なかでも、陽イオンＭと陰イオンＮの反応が進みやすいと考えられることから、リチウム含有複合酸化物に組成物（１）を接触させた後に、組成物（２）を接触させる順番とすることが特に好ましい。
【００４２】
組成物（１）中に含まれる水溶性化合物（１）の濃度は、後の工程で加熱により溶媒を除去する必要がある点から、高濃度の方が好ましい。また、この濃度が高すぎると粘度が高くなり、リチウム含有複合酸化物と組成物（１）との均一混合性が低下するため、組成物（１）中に含まれる水溶性化合物（１）の濃度は、金属元素（ｍ）換算で０．５〜３０質量％が好ましく、２〜２０質量％が特に好ましい。
【００４３】
また、組成物（２）中に含まれる水溶性化合物（２）の濃度も、後の工程で加熱により溶媒を除去する必要がある点から、高濃度の方が好ましい。また、組成物（１）と同様に、この濃度が高すぎると粘度が高くなり、リチウム含有複合酸化物と組成物（２）との均一混合性が低下するため、組成物（２）中に含まれる水溶性化合物（２）の濃度は、陰イオンＮ換算で０．５〜３０質量％が好ましく、２〜２０質量％が特に好ましい。
【００４４】
本発明において、リチウム含有複合酸化物１００ｇ当たりに接触させる組成物（１）と組成物（２）の合計量Ａ（ｍｌ／１００ｇ）は、リチウム含有複合酸化物の吸油量Ｂ（ｍｌ／１００ｇ）に対して、次式｛０．１＜Ａ／Ｂ＜５｝の範囲とする。この際、吸油量Ｂは、ＪＩＳ−Ｋ−５１０１−１３−１：２００４で規定される方法に従って求める。前記の比（Ａ／Ｂ）が次式｛０．１＜Ａ／Ｂ＜５｝の範囲であれば、後述の被覆層（Ｉ）を均一に形成することができ、ろ過が不要で、さらに加熱時に蒸発させる溶媒が少ないことから生産性が向上する。また、特に、上記比（Ａ／Ｂ）が次式｛０．１＜Ａ／Ｂ＜０．７｝である場合には、スプレーコートする際にリチウム含有複合酸化物が塊状にならず、撹拌しやすいことから特に好ましい。
【００４５】
なお、前記の比（Ａ／Ｂ）が０．７以上である場合は、リチウム含有複合酸化物が塊状にならないように乾燥させながら、組成物（１）および組成物（２）をリチウム含有複合酸化物に接触させることが好ましい。また、スプレーコートと乾燥は交互に行ってもよく、スプレーコートを行いながら加熱をして、同時に乾燥を行ってもよい。乾燥温度は４０〜２００℃が好ましく、６０〜１５０℃がより好ましい。
リチウム含有複合酸化物が塊状となる場合には、粉砕することが好ましい。
スプレーコート法における組成物（１）および組成物（２）の放出量は、リチウム含有複合酸化物１ｇに対して、０．００５〜０．１ｇ／分が好ましい。
【００４６】
また、｛組成物（１）の量／組成物（２）の量｝の比は、組成物（１）および組成物（２）とリチウム含有複合酸化物との混合性が良好となることから、０．１〜１０の範囲であることが好ましく、０．２５〜４の範囲であることが特に好ましい。
【００４７】
さらに、本発明の製造方法においては、撹拌中のリチウム含有複合酸化物に組成物（１）または組成物（２）を添加してリチウム含有複合酸化物と混合することにより、これら組成物をリチウム含有複合酸化物に接触させることが好ましい。撹拌装置としては、ドラムミキサーまたはソリッドエアー等の低剪断力の撹拌機を用いることができる。撹拌混合しながら組成物（１）または組成物（２）とリチウム含有複合酸化物とを接触させることで、後述の被覆層（Ｉ）がリチウム含有複合酸化物の表面により均一に被覆された、後述の粒子（ＩＩ）を得ることができる。
【００４８】
さらに、本発明の正極活物質の製造方法においては、リチウム含有複合酸化物と、組成物（１）および組成物（２）とを接触させ、加熱する。この加熱により、目的とする正極活物質を得るとともに、水や有機成分等の揮発性の不純物が除去できる。リチウム含有複合酸化物に、組成物（１）及び組成物（２）とを接触させて、濾過等を行うことなく、組成物（１）及び組成物（２）の全量を担持させて乾燥し、加熱するのが好ましい。
【００４９】
前記の加熱は、酸素含有雰囲気下で行うことが好ましい。また、加熱温度は、２５０〜７００℃が好ましく、３５０〜６００℃がより好ましい。加熱温度が２５０℃以上であれば、金属元素（ｍ）および陰イオンＮを含む後述の被覆層（Ｉ）を形成させやすい。さらに、残留水分等の揮発性の不純物が少なくなることからサイクル特性の低下が抑制できる。また、加熱温度が７００℃以下であれば、本発明の正極活物質の内部に金属元素（ｍ）が拡散して容量の低下が防止できる。また、リチウム含有複合酸化物の表面に後述の被覆層（Ｉ）を非晶質として被覆させる場合、加熱温度は２５０℃〜５５０℃が好ましく、３５０〜５００℃がより好ましい。加熱温度が５５０℃以下であれば、後述の被覆層（Ｉ）が結晶化しにくくなる。
【００５０】
加熱時間は、０．１〜２４時間が好ましく、０．５〜１８時間がより好ましく、１〜１２時間が特に好ましい。加熱時間を前記の範囲とすることにより、リチウム含有複合酸化物の表面に、後述の被覆層（Ｉ）を効率よく被覆できる。
なお、加熱時の圧力は特に限定されず、常圧または加圧が好ましく、常圧が特に好ましい。
【００５１】
［リチウムイオン二次電池用正極活物質］
本発明の製造方法によって製造される正極活物質は、Ｌｉ元素及び遷移金属元素を含むリチウム含有複合酸化物の表面に、金属元素（ｍ）と陰イオンＮを含む被覆層（Ｉ）が形成されている粒子（ＩＩ）である。
【００５２】
「被覆層（Ｉ）」
被覆層（Ｉ）は、前記製造方法において用いる組成物（１）および組成物（２）によって形成されるものである。すなわち、被覆層（Ｉ）は、金属元素（ｍ）と、元素（ｎ）を有する、陰イオンＮとを含む。
被覆層（Ｉ）としては、金属元素（ｍ）を有する陽イオンＭと陰イオンＮがイオン結合した難溶性塩であることが好ましい。
【００５３】
ここで、難溶性とは、２５℃の蒸留水への溶解度（飽和溶液１００ｇに溶けている溶質の質量［ｇ］）が０〜２であることをいう。溶解度が０〜２であると安定性が高く、また、吸湿しにくいため、水分等の不純物が残らず、サイクル特性が向上すると考えられる。また、難溶性塩の溶解度が０〜１であると、前記の効果が顕著となる点からより好ましく、０〜０．５であると特に好ましい。
また、陰イオンＮとしては、前記陰イオンＮを同様に用いることができ、好ましい態様も同様である。
【００５４】
被覆層（Ｉ）としては、具体的には、ＢａＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＰｂＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＡｌＰＯ４、ＬａＰＯ４、Ｃｅ３（ＰＯ４）４、Ｍｇ３（ＰＯ４）２、Ｌｉ３（ＰＯ４）２、Ｂａ３（ＰＯ４）２、Ｚｒ３（ＰＯ４）４、Ｎｂ３（ＰＯ４）５、Ｃａ３（ＰＯ４）２、Ｂａ３（ＰＯ４）２、ＣｅＰＯ４、ＢｉＰＯ４、ＬａＦ３、ＡｌＦ３、ＬｉＦ、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＣｅＦ３、ＩｎＦ３、ＭｇＦ２、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＺｒＦ４、ＮｂＦ３、ＮｂＦ５等が挙げられるが、特に限定されない。また、これらのなかでも、ＡｌＰＯ４、Ｎｂ３（ＰＯ４）５、Ｚｒ３（ＰＯ４）４、ＡｌＦ３、ＺｒＦ４、ＮｂＦ３、またはＮｂＦ５が好ましく、ＡｌＰＯ４、またはＡｌＦ３が特に好ましい。
被覆層（Ｉ）が酸化物を含む場合はＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５が好ましく、Ａｌ２O３が特に好ましい。被覆層（Ｉ）が水酸化物を含む場合はＡｌ（ＯＨ）３、Ｚｒ（ＯＨ）４、Ｎｂ（ＯＨ）３、またはＮｂ（ＯＨ）５、が好ましく、Ａｌ（ＯＨ）３が特に好ましい。
被覆層（Ｉ）としては、前記化合物を一種または二種以上を用いてもよい。
被覆層（Ｉ）には、リチウム含有複合酸化物に含まれるリチウムイオンと陰イオンＮが反応して生成したリチウム塩が含まれていてもよい。リチウム塩としてはＬｉＦ、Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ２ＳＯ４等が挙げられる。
【００５５】
本発明の製造方法によって得られる正極活物質は、前記被覆層（Ｉ）を有することでリチウム含有複合酸化物と電解液との接触を減らすことができるため、リチウム含有複合酸化物表面から電解液へのＭｎ等の遷移金属元素の溶出が抑制でき、サイクル特性が向上すると考えられる。また、リチウム含有複合酸化物表面に電解液の分解生成物が付着することを抑制することができ、レート特性が向上すると考えられる。
【００５６】
被覆層（Ｉ）は、結晶性であってもよく、あるいは非晶質であってもよく、非晶質であることが好ましい。ここで、非晶質とは、Ｘ線回折測定（以下、ＸＲＤともいう。）において被覆層（Ｉ）に帰属されるピークが観察されないことをいう。理由は明確ではないが、被覆層（Ｉ）が非晶質である場合、被覆層（Ｉ）が電解液へ溶出しやすく、被覆層（Ｉ）が犠牲層として働いていると考えられる。これによって、リチウム含有複合酸化物表面のＭｎ等の遷移金属元素が電解液へ溶出することを抑制でき、サイクル特性が向上すると考えられる。
【００５７】
被覆層（Ｉ）が粒子状である場合、被覆層（Ｉ）の平均粒子径は、０．１〜１００ｎｍが好ましく、０．１〜５０ｎｍがより好ましく、０．１〜３０ｎｍが特に好ましい。また、被覆層（Ｉ）の形状および平均粒子径は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）あるいはＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）等の電子顕微鏡より評価することができる。ここで、平均粒子径は、リチウム含有複合酸化物の表面を被覆している粒子の粒子径の平均として表される。
【００５８】
「粒子（ＩＩ）」
本発明における粒子（ＩＩ）は、リチウム含有複合酸化物の表面を前記被覆層（Ｉ）が被覆した粒子である。ここで、被覆とは、被覆層（Ｉ）がリチウム含有複合酸化物の表面の一部または全部に化学吸着、または、物理吸着している状態をいう。
【００５９】
粒子（ＩＩ）の形状は、粒子状、膜状、繊維状、塊状等のいずれであってもよい。粒子（ＩＩ）が粒子状である場合、粒子（ＩＩ）の平均粒子径は３〜３０μｍが好ましく、４〜２５μｍがより好ましく、５〜２０μｍが特に好ましい。
粒子（ＩＩ）において、被覆層（Ｉ）はリチウム含有複合酸化物の表面に少なくとも一部に被覆していればよい。なかでも、粒子（ＩＩ）が、被覆層（Ｉ）の非晶質層が、粒子（ＩＩ）表面の一部または全部を被覆した粒子であることが好ましい。
【００６０】
粒子（ＩＩ）において、被覆層（Ｉ）がリチウム含有複合酸化物の表面に被覆していることは、例えば、粒子（ＩＩ）を切断した後に断面を研磨し、Ｘ線マイクロアナライザー分析法（ＥＰＭＡ）で元素マッピングを行うことによって評価することができる。この評価方法により、被覆層（Ｉ）がリチウム含有複合酸化物の中心（ここで、中心とは、リチウム含有複合酸化物の表面に接していない部分をいい、表面からの平均距離が最長である部分であるのが好ましい。）に対して、表面から３０ｎｍの範囲により多く存在することが確認できる。
【００６１】
粒子（ＩＩ）における被覆層（Ｉ）として、被覆層（Ｉ）中の金属元素（ｍ）の量（モル比）は、リチウム含有複合酸化物の遷移金属元素に対して０．００１〜０．０５であることが好ましく、０．００３〜０．０４がより好ましく、０．００５〜０．０３が特に好ましい。前記の範囲であれば、放電容量が大きく、レート特性およびサイクル特性に優れた正極活物質が得られる。
粒子（ＩＩ）における被覆層（Ｉ）として、被覆層（Ｉ）中の陰イオンＮの量（モル比）は、リチウム含有複合酸化物の遷移金属元素に対して０．００１〜０．０５であることが好ましく、０．００３〜０．０４がより好ましく、０．００５〜０．０３が特に好ましい。
【００６２】
本発明において、（被覆層（Ｉ）中の金属元素（ｍ）の量(モル)×金属元素（ｍ）の平均価数）／（被覆層（Ｉ）中の陰イオンＮの量(モル)×陰イオンＮの平均価数）は、０．１〜１０であることが好ましく、０．２〜４であるとより好ましく、０．３〜２であると特に好ましい。該範囲であるとサイクル特性およびレート特性に優れる。
さらに、（被覆層（Ｉ）中の金属元素（ｍ）の量（モル）×金属元素（ｍ）の平均価数）／（被覆層（Ｉ）中の陰イオンＮの量（モル）×陰イオンＮの平均価数）は、１未満であれば充放電効率が向上するため、０．１〜０．９９であると好ましく、０．２〜０．９であるとより好ましく、０．３〜０．８であると特に好ましい。金属元素（ｍ）によるプラス電荷よりも陰イオンＮによるマイナス電荷の方が多くなるため、リチウム含有複合酸化物に含まれる余剰のリチウムが陰イオンＮと結合して充放電効率が向上すると考えられる。
【００６３】
粒子（ＩＩ）における被覆層（Ｉ）中に存在する金属元素（ｍ）の量（モル）は、正極活物質を酸に溶解してＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）測定を行うことによって測定することができる。なお、ＩＣＰ測定によって被覆層（Ｉ）中に存在する金属元素（ｍ）の量（モル）を求めることができない場合には、リチウム含有複合酸化物と組成物（１）中の金属元素（ｍ）の量に基づいて算出してもよい。
粒子（ＩＩ）における被覆層（Ｉ）中に存在する陰イオンＮの量（モル）は、正極活物質を酸に溶解してイオンクロマトグラフィー測定を行うことで測定することができる。なお、イオンクロマトグラフィー測定によって被覆層（Ｉ）中に存在する陰イオンＮの量（モル）を求めることができない場合には、リチウム含有複合酸化物と組成物（２）中の元素（ｎ）の量に基づいて算出してもよい。
本発明の正極活物質は、リチウム含有複合酸化物の表面に少なくとも一部に被覆層（Ｉ）を被覆するため、放電容量が大きく、レート特性およびサイクル特性に優れる。
【００６４】
＜リチウムイオン二次電池用正極＞
本発明におけるリチウムイオン二次電池用正極は、前記の正極活物質、導電材、およびバインダーを含む正極活物質層が、正極集電体上（正極表面）に形成されてなる。リチウムイオン二次電池用正極を製造する方法としては、たとえば、本発明における正極活物質、導電材およびバインダーを正極集電板上に担持させる方法が挙げられる。この際、導電材およびバインダーは、溶媒および／または分散媒中に分散することによってスラリーを調製するか、あるいは、溶媒および／または分散媒と混練した混錬物を調製した後、調製したスラリー又は混錬物を正極集電板に塗布等により担持させることで製造できる。
【００６５】
導電材としては、アセチレンブラック、黒鉛、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック等が挙げられる。
バインダーとしては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等の不飽和結合を有する重合体およびその共重合体、アクリル酸共重合体、メタクリル酸共重合体等のアクリル酸系重合体およびその共重合体等が挙げられる。
また、正極集電体としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金が挙げられる。
【００６６】
＜リチウムイオン二次電池＞
本発明におけるリチウムイオン二次電池は、本発明のリチウムイオン二次電池用正極と、負極と非水電解質とを含むものである。
負極は、負極集電体上に、負極活物質を含有する負極活物質層が形成されてなる。たとえば、負極活物質を有機溶媒と混錬することによってスラリーを調製し、調製したスラリーを負極集電体に塗布、乾燥、プレスすることによって製造できる。
【００６７】
負極集電板としては、たとえばニッケル箔、銅箔等の金属箔を用いることができる。
負極活物質としては、比較的低い電位でリチウムイオンを吸蔵、放出可能な材料であればよく、たとえば、リチウム金属、リチウム合金、炭素材料、周期表１４、１５族の金属を主体とする酸化物、炭素化合物、炭化ケイ素化合物、酸化ケイ素化合物、硫化チタンおよび炭化ホウ素化合物等を用いることができる。
【００６８】
負極活物質の炭素材料としては、たとえば、難黒鉛化性炭素、人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解炭素類、ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等のコークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、フェノール樹脂やフラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化した有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック類等を用いることができる。
周期表１４族の金属としては、たとえば、ケイ素またはスズであり、最も好ましくはケイ素である。
その他に負極活物質として用いることができる材料としては酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化スズ等の酸化物やＬｉ２．６Ｃｏ０．４Ｎ等の窒化物が挙げられる。
【００６９】
非水電解液としては、有機溶媒と電解質とを適宜組み合わせて調製されたものを用いることができる。有機溶媒としては、電解液用の有機溶媒として公知のものを用いることができ、たとえば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、ジグライム、トリグライム、γ−ブチロラクトン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等を用いることができる。特に、電圧安定性の点からは、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネート類を使用することが好ましい。また、このような有機溶媒は、単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００７０】
また、その他、非水電解質として、電解質塩を含有させた固体電解質、高分子電解質、高分子化合物などに電解質を混合または溶解させた固体状もしくはゲル状電解質等を用いることができる。
固体電解質としては、リチウムイオン伝導性を有する材料であればよく、たとえば、無機固体電解質および高分子固体電解質のいずれをも用いることができる。
【００７１】
無機固体電解質としては、窒化リチウム、ヨウ化リチウム等を用いることができる。
高分子固体電解質としては、電解質塩と該電解質塩を溶解する高分子化合物を用いることができる。そして、この高分子化合物としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリホスファゼン、ポリアジリジン、ポリエチレンスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、および、ポリヘキサフルオロプロピレン、もしくは、これらの誘導体、混合物、および複合体を用いることができる。
【００７２】
ゲル状電解質等としては、前記の非水電解液を吸収してゲル化するものであればよく、種々の高分子材料を用いることができる。高分子材料としては、たとえば、ポリ（ビニリデンフルオロライド）、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子材料、ポリアクリロニトリルおよびポリアクリロニトリルの共重合体の他、ポリエチレンオキサイドおよびポリエチレンオキサイドの共重合体、同架橋体などのエーテル系高分子材料等を使用できる。共重合モノマーとしては、たとえば、ポリプロピレンオキサイド、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル等を挙げることができる。
また、 ゲル状電解質としては、酸化還元反応に対する安定性の観点から、特にフッ素系高分子材料が好ましい。
【００７３】
電解質塩は、この種の電池に用いられるものであればいずれも使用可能であり、たとえば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等を用いることができる。
本発明のリチウムイオン二次電池の形状は、コイン型、シート状（フィルム状）、折り畳み状、巻回型有底円筒型、ボタン型等の形状を、用途に応じて適宜選択できる。
【００７４】
本発明のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法によれば、高電圧で充電を行った場合であっても、サイクル特性およびレート特性に優れるリチウムイオン二次電池用正極活物質を、生産性よく製造できる。また、本発明の製造方法では、ろ過や洗浄が不要であり、リチウム含有複合酸化物が塊になることがなく撹拌等の取り扱いが容易であり、且つ、乾燥時に凝集が起きにくいので、生産性が顕著に向上する。
また、本発明の製造方法で得られるリチウムイオン二次電池用正極活物質は、高電圧で充電を行った場合であっても、優れたサイクル特性およびレート特性が得られる。さらに、この正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池用正極、および、この正極を用いたリチウムイオン二次電池は、高電圧で充電を行った場合であっても、優れたサイクル特性およびレート特性が実現できる。
【実施例】
【００７５】
以下に、本発明の更に詳しい説明を実施例によって行うが、本発明は、これら実施例にのみ限定されるものではない。【００７６】
（リチウム含有複合酸化物の合成例）
硫酸ニッケル（ＩＩ）六水和物（１４０．６ｇ）、硫酸コバルト（ＩＩ）七水和物（１３１．４ｇ）、および硫酸マンガン（ＩＩ）五水和物（４８２．２ｇ）に蒸留水（１２４５．９ｇ）を加えて原料溶液とした。硫酸アンモニウム（７９．２ｇ）に蒸留水（３２０．８ｇ）を加えてアンモニア溶液とした。硫酸アンモニウム（７９．２ｇ）に蒸留水（１９２０．８ｇ）を加えて母液とした。水酸化ナトリウム（４００ｇ）に蒸留水（６００ｇ）を加えて均一に溶解させてｐＨ調整液とした。【００７７】
２Ｌのバッフル付きガラス製反応槽に母液を入れてマントルヒーターで５０℃に加熱し、ｐＨが１１．０となるようにｐＨ調整液を加えた。反応槽内の溶液をアンカー型の撹拌翼で撹拌しながら原料溶液を５．０ｇ／分、アンモニア溶液を１．０ｇ／分の速度で添加し、ニッケル、コバルト、およびマンガンの複合水酸化物を析出させた。原料溶液を添加している間、反応槽内のｐＨを１１．０に保つようにｐＨ調整溶液を添加した。また、析出した水酸化物が酸化しないように反応槽内に窒素ガスを流量０．５Ｌ／分で流した。また、反応槽内の液量が２Ｌを超えないように連続的に液の抜き出しを行った。【００７８】
得られたニッケル、コバルト、およびマンガンの複合水酸化物から不純物イオンを取り除くため、加圧ろ過と蒸留水への分散を繰返して洗浄した。ろ液の電気伝導度が２５μＳ／ｃｍとなった時点で洗浄を終了し、１２０℃で１５時間乾燥させて前駆体とした。
ＩＣＰで前駆体のニッケル、コバルト、およびマンガンの含有量を測定したところ、それぞれ１１．６質量％、１０．５質量％、および４２．３質量％であった（モル比でニッケル：コバルト：マンガン＝０．１７２：０．１５６：０．６７２）。【００７９】
この前駆体（２０ｇ）とリチウム含有量が２６．９ｍｏｌ／ｋｇの炭酸リチウム（１２．６ｇ）を混合して酸素含有雰囲気下９００℃で１２時間焼成し、合成例のリチウム含有複合酸化物を得た。得られた前記合成例のリチウム含有複合酸化物の組成はＬｉ（Ｌｉ０．２Ｎｉ０．１３７Ｃｏ０．１２５Ｍｎ０．５３８）Ｏ２であった。前記合成例のリチウム含有複合酸化物の平均粒子径Ｄ５０は５．９μｍであり、ＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ，Ｔｅｌｌｅｒ）法を用いて測定した比表面積は２．６ｍ２／ｇであった。ＪＩＳ−Ｋ−５１０１−１３−１：２００４に従って精製あまに油を用いて吸油量を測定したところ４４（ｇ／１００ｇ）であった。【００８０】
（実施例１）＜陽イオンＭがＡｌ３＋、陰イオンＮがＰＯ４３−である被覆層を有するリチウム含有複合酸化物の製造例＞
乳酸アルミニウム水溶液（Ａｌ含量４．５質量％、ｐＨ４．６）を７．０ｇに、蒸留水を３．０ｇ加えてアルミニウム水溶液（組成物（１））を調製した。また、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４を２．３ｇに蒸留水を７．７ｇ加えてリン酸塩水溶液（組成物（２））を調製した。
次に、撹拌下の実施例のリチウム含有複合酸化物１０ｇに対して、調製したアルミニウム水溶液１ｇを噴霧して添加し、前記合成例のリチウム含有複合酸化物とアルミニウム水溶液とを混合させながら接触させた。次いで、調製したリン酸塩水溶液１ｇを噴霧して添加し、前記合成例のリチウム含有複合酸化物とリン酸塩水溶液とを混合させながら接触させた。この時、｛（リチウム含有複合酸化物１００ｇ当たりに接触させる組成物（１）と組成物（２）の合計量Ａ）／（リチウム含有複合酸化物の吸油量Ｂ）｝＝２０／４４＝０．４５であった。リチウム含有複合酸化物は塊状にならず、撹拌等の取り扱いが容易であった。【００８１】
次に、得られた混合物を９０℃で２時間乾燥した後に酸素含有雰囲気下４００℃で８時間加熱し、リチウム含有複合酸化物の表面に金属元素Ａｌと陰イオンＰＯ４３−を含む被覆層（Ｉ）が被覆する粒子（ＩＩ）からなる実施例１の正極活物質を得た。
得られた正極活物質において、被覆したアルミニウムの量は、前記合成例のリチウム含有複合酸化物の遷移金属元素であるニッケル、コバルト、マンガンの合計に対して、モル比（被覆量）で｛（被覆したＡｌのモル数）／（付加する前のリチウム含有複合酸化物のＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎの合計モル数）｝＝０．０１３であった。また、｛（被覆したＡｌのモル数）／（被覆したＰＯ４３−のモル数）｝＝１であり、被覆層（Ｉ）を形成している化合物はＡｌＰＯ３であると考えられる。【００８２】
次に、得られた正極活物質について、Ｘ線源としてＣｕＫα線を用いるＸＲＤ測定を行った。ＸＲＤ測定には、リガク社製の製品名ＲＩＮＴ−ＴＴＲ−ＩＩＩを用いた。ＸＲＤ測定条件は、電圧５０ｋＶ、管電流３００ｍＡ、走査軸２θ／θで、測定範囲２θ＝１０〜８０°、サンプリング幅０．０２°、スキャンスピード１°／分で行った。ＸＲＤスペクトルから、正極活物質は層状岩塩型結晶構造（空間群Ｒ−３ｍ）であることが確認された。また、２θ＝２０〜２５°の範囲に層状Ｌｉ２ＭｎＯ３のピークが観察された。一方、ＸＲＤスペクトルでは被覆層（Ｉ）のピークが観察されないことから、被覆層（Ｉ）は非晶質である。【００８３】
（実施例２）＜陽イオンＭがＡｌ３＋、陰イオンＮがＦ−である被覆層を有するリチウム含有複合酸化物の製造例＞
組成物（２）として、ＮＨ４Ｆを０．４３ｇに蒸留水を９．５７ｇ加えてフッ化アンモニウム水溶液を調製した。リン酸塩水溶液の代わりにフッ化アンモニウム水溶液を用いた以外は実施例１と同様の手順を行い、リチウム含有複合酸化物の表面に金属元素Ａｌと陰イオンＦ−を含む被覆層（Ｉ）が被覆する粒子（ＩＩ）からなる実施例２の正極活物質を得た。【００８４】
この正極活物質において、被覆したアルミニウムの量は、前記合成例のリチウム含有複合酸化物の遷移金属元素であるニッケル、コバルト、マンガンの合計に対して、モル比（被覆量）で｛（被覆したＡｌのモル数）／（付加する前のリチウム含有複合酸化物のＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎの合計モル数）｝＝０．０１３であった。また、｛（被覆したＡｌ３＋のモル数）／（被覆したＦ−のモル数）｝＝１であり、リチウム含有複合酸化物に組成物（１）を接触させた後に組成物（２）を接触させていることから、被覆層（Ｉ）は、内側がＡｌ２Ｏ３、外側がＡｌＦ３、間がＡｌＯＦの傾斜膜となっていると考えられる。【００８５】
ＸＲＤスペクトルから、正極活物質は層状岩塩型結晶構造（空間群Ｒ−３ｍ）であることが確認された。また、２θ＝２０〜２５°の範囲に層状Ｌｉ２ＭｎＯ３ピークが観察された。ＸＲＤスペクトルでは被覆層（Ｉ）のピークが観察されないことから、被覆層（Ｉ）は非晶質である。【００８６】
（実施例３）＜陽イオンＭがＡｌ３＋、陰イオンＮがＦ−である被覆層を有するリチウム含有複合酸化物の製造例＞
組成物（２）として、ＮＨ４Ｆを１．３０ｇに蒸留水を８．７０ｇ加えてフッ化アンモニウム水溶液を調製した。さらに、リン酸塩水溶液の代わりにフッ化アンモニウム水溶液を用いた以外は実施例１と同様の手順を行い、リチウム含有複合酸化物の表面に金属元素Ａｌと陰イオンＦ−を含む被覆層（Ｉ）が被覆する粒子（ＩＩ）からなる実施例３の正極活物質を得た。【００８７】
この正極活物質において、被覆したアルミニウムの量は、前記合成例のリチウム含有複合酸化物の遷移金属元素であるニッケル、コバルト、マンガンの合計に対して、モル比（被覆量）で｛（被覆したＡｌのモル数）／（付加する前のリチウム含有複合酸化物のＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎの合計モル数）｝＝０．０１３であった。また、｛（被覆したＡｌ３＋のモル数）／（被覆したＦ−のモル数）｝＝３であり、被覆層（Ｉ）は、ＡｌＦ３であると考えられる。【００８８】
ＸＲＤスペクトルから、正極活物質は層状岩塩型結晶構造（空間群Ｒ−３ｍ）であることが確認された。また、２θ＝２０〜２５°の範囲に層状Ｌｉ２ＭｎＯ３ピークが観察された。ＸＲＤスペクトルでは被覆層（Ｉ）のピークが観察されないことから、被覆層（Ｉ）は非晶質である。【００８９】
（実施例４）＜陽イオンＭがＡｌ３＋、陰イオンＮがＦ−である被覆層を有するリチウム含有複合酸化物の製造例＞
組成物（２）として、ＮＨ４Ｆを２．６０ｇに蒸留水を７．４０ｇ加えてフッ化アンモニウム水溶液を調製した。さらに、リン酸塩水溶液の代わりにフッ化アンモニウム水溶液を用いた以外は実施例１と同様の手順を行い、リチウム含有複合酸化物の表面に金属元素Ａｌと陰イオンＦ−を含む被覆層（Ｉ）が被覆する粒子（ＩＩ）からなる実施例４の正極活物質を得た。【００９０】
この正極活物質において、被覆したアルミニウムの量は、前記合成例のリチウム含有複合酸化物の遷移金属元素であるニッケル、コバルト、マンガンの合計に対して、モル比（被覆量）で｛（被覆したＡｌのモル数）／（付加する前のリチウム含有複合酸化物のＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎの合計モル数）｝＝０．０１３であった。また、｛（被覆したＡｌ３＋のモル数）／（被覆したＦ−のモル数）｝＝６であり、Ｆ−の被覆量が多いことから被覆層（Ｉ）は、ＡｌＦ３とＬｉＦであると考えられる。【００９１】
ＸＲＤスペクトルから、正極活物質は層状岩塩型結晶構造（空間群Ｒ−３ｍ）であることが確認された。また、２θ＝２０〜２５°の範囲に層状Ｌｉ２ＭｎＯ３ピークが観察された。ＸＲＤスペクトルでは被覆層（Ｉ）のピークが観察されないことから、被覆層（Ｉ）は非晶質である。【００９２】
（比較例１）＜陽イオンＭがＡｌ３＋で陰イオンＮを有しない被覆層を有するリチウム含有複合酸化物の製造例＞
組成物（２）を噴霧しなかった以外は実施例１と同様の手順を行い、リチウム含有複合酸化物の表面に金属元素Ａｌが被覆する粒子（ＩＩ）からなる比較例１の正極活物質を得た。この時、｛（リチウム含有複合酸化物１００ｇ当たりに接触させる組成物（１）と組成物（２）の合計量Ａ）／（リチウム含有複合酸化物の吸油量Ｂ）｝＝１０／４４＝０．２３であった。リチウム含有複合酸化物は塊状にならず、撹拌等の取り扱いが容易であった。【００９３】
この正極活物質において、被覆したアルミニウムの量は、前記合成例のリチウム含有複合酸化物の遷移金属元素であるニッケル、コバルト、マンガンの合計に対して、モル比（被覆量）で｛（被覆したＡｌのモル数）／（付加する前のリチウム含有複合酸化物のＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎの合計モル数）｝＝０．０１３である。また、｛（被覆したＡｌ３＋のモル数）／（被覆した陰イオンＮのモル数）｝は計算不能であり、被覆層（Ｉ）は、Ａｌ2Ｏ３であると考えられる。【００９４】
（比較例２）＜被覆なし＞
前記合成例のリチウム含有複合酸化物に対して被覆処理は行わず、そのまま、比較例２の正極活物質とした。【００９５】
（比較例３）
実施例１で説明した手順を変更し、アルミニウム水溶液とリン酸塩水溶液を混合したところ、ゲル状の沈殿物が析出したため、リチウム含有複合酸化物に噴霧することができなかった。【００９６】
＜正極体シートの製造例＞
正極活物質として、それぞれ、実施例１〜実施例４、比較例１、比較例２の正極活物質とアセチレンブラック（導電材）とポリフッ化ビニリデン（バインダー）を１２．１質量％含むポリフッ化ビニリデン溶液（溶媒Ｎ−メチルピロリドン）とを混合し、さらに、Ｎ−メチルピロリドンを添加してスラリーを作製した。この際、正極活物質と、アセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデンとは、質量比で８２／１０／８とした。次いで、このスラリーを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極集電体）に、ドクターブレードを用いて片面塗工した。そして、１２０℃で乾燥し、ロールプレス圧延を２回行うことにより、正極体シートを作製した。ここで、実施例１〜実施例４の正極活物質から得た正極体シートを、それぞれ正極体シート１〜４とし、比較例１、比較例２の正極活物質から得た正極体シートを、それぞれ正極体シート５、正極体シート６とした。【００９７】
＜電池の製造例＞
前記で製造した正極体シート１〜６を正極に用い、ステンレス鋼製簡易密閉セル型のリチウムイオン二次電池をアルゴングローブボックス内で組み立てた。この際、厚さ５００μｍの金属リチウム箔を負極に用い、負極集電体に厚さ１ｍｍのステンレス板を使用し、セパレータには厚さ２５μｍの多孔質ポリプロピレンを用い、さらに、電解液には濃度１（ｍｏｌ／ｄｍ３）のＬｉＰＦ６／ＥＣ（エチレンカーボネート）＋ＤＥＣ（ジエチルカーボネート）（１：１）溶液（ＬｉＰＦ６を溶質とするＥＣとＤＥＣとの体積比（ＥＣ：ＤＥＣ＝１：１）の混合溶液を意味する。）を用いた。
正極体シート１〜６を用いたリチウムイオン二次電池を、それぞれ、リチウム電池１〜６とした。【００９８】
（電池特性評価例１〜６）＜初期容量、レート特性、およびサイクル特性の評価＞
前記で製造したリチウム電池１〜６を用いて下記の評価を行った。
すなわち、正極活物質１ｇにつき２００ｍＡの負荷電流で４．６Ｖまで充電し、正極活物質１ｇにつき１００ｍＡの負荷電流にて２．５Ｖまで放電した。この際、４．６〜２．５Ｖにおける正極活物質の放電容量を４．６Ｖ初期容量とした。また、放電容量を充電容量で割った値を初期充放電効率とした。【００９９】
次いで、充放電正極活物質１ｇにつき２００ｍＡの負荷電流で４．６Ｖまで充電し、正極活物質１ｇにつき４００ｍＡの負荷電流にて２．５Ｖまで高レート放電した。この際、高レート放電での４．６〜２．５Ｖにおける正極活物質の放電容量を４．６Ｖ初期容量で割った値をレート維持率とした。
次いで、充放電正極活物質１ｇにつき２００ｍＡの負荷電流で４．６Ｖまで充電し、正極活物質１ｇにつき１００ｍＡの負荷電流にて２．５Ｖまで高レート放電する充放電サイクルを１００回繰返した。この際、４．６Ｖ充放電サイクル１００回目の放電容量を４．６Ｖ初期容量で割った値をサイクル維持率とした。
そして、リチウム電池１〜６について、４．６Ｖ初期容量、レート維持率、サイクル維持率の評価結果を、下記表１に示した。表１において金属塩／陰イオン比は（組成物（１）に含まれる陽イオンＭの合計量×陽イオンＭの平均価数）／（組成物（２）に含まれる陰イオンＮの合計量×陰イオンＮの平均価数）である。【０１００】
【表１】
2012176904.tif 000003
【０１０１】
表１に示すように、被覆層（Ｉ）で被覆した粒子（ＩＩ）からなる正極活物質を用いたリチウム電池１〜４は、被覆を行っていない比較例２の正極活物質を用いたリチウム電池６に較べて高い初期容量と高い初期有放電効率を有するとともに、優れたサイクル維持率を発揮することが明らかである。
また、被覆層（Ｉ）で被覆した粒子（ＩＩ）からなる正極活物質を用いたリチウム電池１〜４は、Ａｌのみを被覆した比較例１の正極活物質を用いたリチウム電池５に較べて高い初期容量と高い初期有放電効率を有するとともに、優れたレート維持率を発揮することが明らかである。【０１０２】
（実施例５）
焼成温度を変更した点以外は、前記のリチウム含有複合酸化物の合成例と同様の手順で、吸油量の異なるリチウム含有複合酸化物を合成した。また、市販のＮｉ：Ｃｏ：Ｍｎ＝５：２：３の３元系正極材とコバルト酸リチウムを準備した。また、リチウム含有複合酸化物の吸油量は１２〜５２（ｇ／１００ｇ）であった。【０１０３】
次に、各リチウム含有複合酸化物について、実施例１と同様にアルミニウム水溶液およびリン酸塩水溶液（組成物（２））を噴霧した。そして、｛（リチウム含有複合酸化物１００ｇ当たりに接触させる組成物（１）と組成物（２）の合計量Ａ）／（リチウム含有複合酸化物の吸油量Ｂ）｝を変えて、リチウム含有複合酸化物が塊状にならずに撹拌等の取り扱いが良好な条件と、リチウム含有複合酸化物が塊状になって撹拌等の取り扱いが困難となる条件で、被覆層（Ｉ）で被覆した粒子（ＩＩ）からなる正極活物質を得た。
この実施例５における評価結果を図１のグラフおよび下記表２に示す。【０１０４】
【表２】
2012176904.tif 000004
【０１０５】
図１のグラフ中において、「×」はリチウム含有複合酸化物が塊になる条件、「○」はリチウム含有複合酸化物が塊状にならない条件を示しており、実線はＡ／Ｂ＝０．７を示している。表２および図１に示す結果のように、Ａ／Ｂ＜０．７の条件であると、リチウム含有複合酸化物が塊状にならず、撹拌等の取り扱いが容易に行えることが明らかとなった。
Ａ／Ｂが０．７以上の場合には、実施例３のように、リチウム含有複合酸化物が塊状にならないように随時乾燥を行いながら組成物（１）と組成物（２）を添加することで、撹拌等の取り扱いを容易にすることも可能である。【０１０６】
実施例１〜実施例５および比較例１、比較例２の結果より、本発明の製造方法によって得られるリチウムイオン二次電池用正極活物質を用いて正極を作製し、この正極を適用してリチウムイオン二次電池を構成した場合には、初期容量が高く、また、優れたサイクル維持率およびレート維持率が得られることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明によれば、単位質量あたりの放電容量が高く、かつ、サイクル特性およびレート特性に優れるリチウムイオン二次電池用の正極活物質を得ることができる。該正極活物質は、携帯電話等の電子機器、車載用の小型・軽量なリチウムイオン二次電池用に利用できる。
なお、２０１１年６月２４日に出願された日本特許出願２０１１−１４０４９３号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【図１】
2012176904.tif 000005
【国際調査報告】
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2012176904.tif 000007
2012176904.tif 000008
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