(57)【要約】【課題】優れたリチウムイオン二次電池の電気特性及び寿命特性を付与し得るリチウムイオン二次電池用導電材料、並びにリチウムイオン二次電池用導電材料を用いたリチウムイオン二次電池負極形成用組成物、リチウムイオン二次電池正極形成用組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池を提供する。【解決手段】アルミニウムケイ酸塩と、アルミニウムケイ酸塩の表面に配置される炭素と、を有するアルミニウムケイ酸塩複合体を含むリチウムイオン二次電池用導電材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムケイ酸塩と、
前記アルミニウムケイ酸塩の表面に配置される炭素と、
を有するアルミニウムケイ酸塩複合体を含むリチウムイオン二次電池用導電材料。
【請求項２】
前記アルミニウムケイ酸塩複合体における炭素含有比率が、０．１質量％〜５０質量％である請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料。
【請求項３】
前記アルミニウムケイ酸塩複合体のラマンスペクトル解析から得られるＲ値が、０．１〜５．０である請求項１又は請求項２に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料。
【請求項４】
前記アルミニウムケイ酸塩複合体の粉体抵抗率が、０．００１Ω・ｃｍ〜１００Ω・ｃｍである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料。
【請求項５】
前記アルミニウムケイ酸塩複合体におけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが、０．１〜５００である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料と、負極活物質と、結着剤と、を含有するリチウムイオン二次電池負極形成用組成物。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料と、正極活物質と、結着剤と、を含有するリチウムイオン二次電池正極形成用組成物。
【請求項８】
集電体と、
前記集電体上に設けられ、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料及び負極活物質を含有する負極層と、
を有するリチウムイオン二次電池用負極。
【請求項９】
集電体と、
前記集電体上に設けられ、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料及び正極活物質を含有する正極層と、
を有するリチウムイオン二次電池用正極。
【請求項１０】
請求項８に記載のリチウムイオン二次電池用負極及び請求項９に記載のリチウムイオン二次電池用正極のうち少なくとも一方を備える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導電材料、リチウムイオン二次電池負極形成用組成物、リチウムイオン二次電池正極形成用組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極及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、ニッケル水素電池、鉛蓄電池等の他の二次電池に比べて軽量で、高い入出力特性を有することから、近年、電気自動車、ハイブリッド型電気自動車等に用いられる高入出力用電源として注目されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池の電極としては、構成元素に金属元素としてＦｅ又はＭｎを含むリチウム化合物を正極活物質とする正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な炭素材料を負極活物質とする負極と、が用いられている。正極中の正極活物質の導電性、又は負極における充放電特性を改善するために、正極材又は負極材に、カーボンブラック（例えば、アセチレンブラック）等の炭素材料を、導電助剤として添加することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、電池の構成材料中に不純物（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ等の磁性不純物）が存在すると、充放電時に不純物が負極上に析出する場合がある。負極上に析出した不純物は、セパレータを破って正極に到達することにより、短絡の原因となり得る。また、リチウムイオン二次電池は、夏場の車中等で使用される場合がある。この場合には、リチウムイオン二次電池の使用温度が４０℃〜８０℃となることがある。このとき、正極を構成するＬｉ含有金属酸化物中の金属が正極から溶出し、電池の特性が低下し得る。
このため、不純物の捕捉剤又は吸着剤（以下、単に吸着剤という）の検討、及び正極の安定化の検討がなされている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８１２２９号公報
【特許文献２】特開２０００−７７１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リチウムイオン二次電池の特性に対する要求が高まる中で、リチウムイオン二次電池の電気特性と寿命特性の双方に対する要求がますます高まっている。従って本発明は、優れたリチウムイオン二次電池の電気特性及び寿命特性を付与し得るリチウムイオン二次電池用導電材料、並びにリチウムイオン二次電池用導電材料を用いたリチウムイオン二次電池負極形成用組成物、リチウムイオン二次電池正極形成用組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下のとおりである。
＜１＞  アルミニウムケイ酸塩と、
前記アルミニウムケイ酸塩の表面に配置される炭素と、
を有するアルミニウムケイ酸塩複合体を含むリチウムイオン二次電池用導電材料。
【０００８】
＜２＞  前記アルミニウムケイ酸塩複合体における炭素含有比率が、０．１質量％〜５０質量％である前記＜１＞に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料。
【０００９】
＜３＞  前記アルミニウムケイ酸塩複合体のラマンスペクトル解析から得られるＲ値が、０．１〜５．０である前記＜１＞又は＜２＞に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料。
【００１０】
＜４＞  前記アルミニウムケイ酸塩複合体の粉体抵抗率が、０．００１Ω・ｃｍ〜１００Ω・ｃｍである前記＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料。
【００１１】
＜５＞  前記アルミニウムケイ酸塩複合体におけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが、０．１〜５００である前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料。
【００１２】
＜６＞  前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料と、負極活物質と、結着剤と、を含有するリチウムイオン二次電池負極形成用組成物。
【００１３】
＜７＞  前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料と、正極活物質と、結着剤と、を含有するリチウムイオン二次電池正極形成用組成物。
【００１４】
＜８＞  集電体と、
前記集電体上に設けられ、前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料及び負極活物質を含有する負極層と、
を有するリチウムイオン二次電池用負極。
【００１５】
＜９＞  集電体と、
前記集電体上に設けられ、前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用導電材料及び正極活物質を含有する正極層と、
を有するリチウムイオン二次電池用正極。
【００１６】
＜１０＞  前記＜８＞に記載のリチウムイオン二次電池用負極及び前記＜９＞に記載のリチウムイオン二次電池用正極のうち少なくとも一方を備えるリチウムイオン二次電池。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、優れたリチウムイオン二次電池の電気特性及び寿命特性を付与し得るリチウムイオン二次電池用導電材料、並びにリチウムイオン二次電池用導電材料を用いたリチウムイオン二次電池負極形成用組成物、リチウムイオン二次電池正極形成用組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】製造例１及び製造例２に係るアルミニウムケイ酸塩の２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルである。
【図２】製造例１及び製造例２に係るアルミニウムケイ酸塩の２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルである。
【図３】製造例１及び製造例２に係るアルミニウムケイ酸塩の粉末Ｘ線回折スペクトルである。
【図４】製造例１に係るアルミニウムケイ酸塩の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図５】製造例２に係るアルミニウムケイ酸塩の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図６】アルミニウムケイ酸塩の一例である、管状のイモゴライトを模式的に示す図である。
【図７】アルミニウムケイ酸塩複合体の構成の一例を示す概略断面図である。
【図８】アルミニウムケイ酸塩複合体の構成の他の例を示す概略断面図である。
【図９】アルミニウムケイ酸塩複合体の構成の他の例を示す概略断面図である。
【図１０】アルミニウムケイ酸塩複合体の構成の他の例を示す概略断面図である。
【図１１】アルミニウムケイ酸塩複合体の構成の他の例を示す概略断面図である。
【図１２】実施例における各試料の粉末Ｘ線回折スペクトルである。
【図１３】実施例における各試料の電解液中での金属（Ｍｎ）イオン吸着能の評価結果を示すグラフである。
【図１４】実施例における試料Ａ及び焼成物Ａの充放電特性の評価結果を示すグラフである。
【図１５】実施例におけるイモゴライト複合体Ａ、イモゴライト複合体Ｂ及びアセチレンブラックの充放電特性の評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。更に本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
【００２０】
本発明のリチウムイオン二次電池用導電材料は、アルミニウムケイ酸塩と、アルミニウムケイ酸塩の表面に配置される炭素と、を有するアルミニウムケイ酸塩複合体を含む。本発明のリチウムイオン二次電池用導電材料は、上記構成とすることにより、リチウムイオン二次電池の電気特性と寿命特性とを向上させることができる。
【００２１】
リチウムイオン二次電池用導電材料に含まれるアルミニウムケイ酸塩は、アルミニウム（Ａｌ）とケイ素（Ｓｉ）とを含む酸化物塩である。ＳｉとＡｌとではその価数が異なるため、ＳｉとＡｌとの酸化物塩にはＯＨ基が多く存在し、これがイオン交換能を有している。これにより、アルミニウムケイ酸塩は、単位質量あたりに多くの金属イオンの吸着サイトを持ち、高比表面積で金属イオンを高選択的に吸着する。アルミニウムケイ酸塩複合体は、特に、リチウムイオン、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンよりも、ニッケルイオン、マンガンイオン、コバルトイオン、銅イオン、鉄イオン等の遷移金属イオンを吸着しやすいという特異的な性質を示す傾向がある。
【００２２】
上述したようなアルミニウムケイ酸塩複合体の中でも、金属イオンの吸着能及び金属イオンの選択性の点で、アルミニウムケイ酸塩複合体におけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．１〜５００であることが好ましく、０．３〜１００であることがより好ましく、０．３〜５０であることが更に好ましい。
【００２３】
更に、本発明におけるアルミニウムケイ酸塩複合体は、このようなアルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を配置しており、表面に配置された炭素により導電性を備える。また、アルミニウムケイ酸塩は無機酸化物であるため、熱安定性、及び溶剤中での安定性に優れている。
従って、本発明のリチウムイオン二次電池用導電材料は、アルミニウムケイ酸塩複合体によるＳｉとＡｌとによるイオン交換能と、炭素による導電性とにより、リチウムイオン二次電池の電気特性と寿命特性とを共に向上させる。
【００２４】
なお、本発明において不要な金属イオンとは、ニッケルイオン、マンガンイオン、コバルトイオン、銅イオン、鉄イオン等をいう。これらの不要な金属イオンは、例えば、リチウムイオン二次電池の構成材料中に存在する不純物イオン、又は、高温下で正極から溶出するイオンに由来する。
【００２５】
＜アルミニウムケイ酸塩複合体＞
［アルミニウムケイ酸塩］
本発明におけるアルミニウムケイ酸塩は、アルミニウムとケイ素とを含む酸化物塩である。アルミニウムとケイ素とを含む酸化物塩とすることにより、上述したイオン交換能を発揮し得る。本発明におけるアルミニウムケイ酸塩は、アルミニウムとケイ素とを含む酸化物塩であれば、特に制限はなく、他の金属元素を含むものであってもよい。本発明におけるアルミニウムケイ酸塩としては、例えば、アロフェン、カオリン、ゼオライト、サポナイト、モンモリロナイト、アタパルジャイト及びイモゴライトが挙げられる。
【００２６】
アルミニウムケイ酸塩の体積基準の平均粒子径は、最終的な所望のアルミニウムケイ酸塩複合体の大きさに合わせて、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましく、０．５μｍ〜５０μｍであることがより好ましく、１μｍ〜３０μｍであることが更に好ましい。アルミニウムケイ酸塩の体積平均粒子径は、レーザー回折法を用いて測定される。レーザー回折法は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、株式会社島津製作所、ＳＡＬＤ３０００Ｊ）を用いて行うことができる。具体的には、アルミニウムケイ酸塩を、水等の分散媒に分散させて分散液を調製する。この分散液について、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて小径側から体積累積分布曲線を描いた場合に、累積５０％となる粒子径（Ｄ５０）を体積平均粒子径として求める。
【００２７】
アルミニウムケイ酸塩は、金属イオン吸着能が向上する観点から、ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、２８０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上であると、単位質量あたりの不要な金属イオンの吸着量が大きくなるため効率がよく、少量のアルミニウムケイ酸塩で高い効果が得られる傾向にある。
【００２８】
アルミニウムケイ酸塩のＢＥＴ比表面積の上限値は特に制限が無いが、アルミニウムケイ酸塩中のＳｉとＡｌの一部がＳｉ−Ｏ−Ａｌという形で結合し、それが金属イオン吸着能の向上に寄与するという観点からは、ＢＥＴ比表面積は１５００ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１２００ｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、１０００ｍ２／ｇ以下であることが更に好ましい。
【００２９】
アルミニウムケイ酸塩のＢＥＴ比表面積は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８３０（２００１年）に準じて窒素吸着能から測定する。評価装置としては、窒素吸着測定装置（ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１、ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社）等を用いることができる。ＢＥＴ比表面積の測定を行う際には、試料表面及び構造中に吸着している水分がガス吸着能に影響を及ぼすと考えられることから、まず、加熱による水分除去の前処理を行う。
【００３０】
前記前処理では、０．０５ｇの測定試料を投入した測定用セルを、真空ポンプで１０Ｐａ以下に減圧した後、１１０℃で加熱し、３時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温（２５℃）まで自然冷却する。この前処理を行った後、評価温度を７７Ｋとし、評価圧力範囲を相対圧（飽和蒸気圧に対する平衡圧力）にて１未満として測定する。
【００３１】
アルミニウムケイ酸塩は、金属イオンの吸着能が向上する観点から、全細孔容積が０．１ｃｍ３／ｇ以上であることが好ましく、０．１２ｃｍ３／ｇ以上であることがより好ましく、０．１５ｃｍ３／ｇ以上であることが更に好ましい。また、全細孔容積の上限値は特に制限が無い。単位質量当たりの空気中の水分吸着量を抑える観点からは、全細孔容積は１．５ｃｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１．２ｃｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、１．０ｃｍ２／ｇ以下であることが更に好ましい。
【００３２】
アルミニウムケイ酸塩の全細孔容積は、ＢＥＴ比表面積に基づき、相対圧が０．９５以上１未満の範囲で得られたデータの中、相対圧１に最も近いガス吸着量を液体に換算して求める。
【００３３】
不要な金属イオンのイオン半径が０．０１ｎｍ〜０．１ｎｍという観点から、アルミニウムケイ酸塩の平均細孔直径は１．５ｎｍ以上であることが好ましく、２．０ｎｍ以上であることがより好ましい。平均細孔直径が前記範囲であると、不要な金属イオンが配位子を伴った状態で吸着サイトまで移動する場合でも効率よく不要な金属イオンを吸着できる。また、平均細孔直径の上限値は特に制限が無い。平均細孔直径が小さくなると、比表面積が大きくなる傾向があるため、５０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましく、５．０ｎｍ以下であることが更に好ましい。アルミニウムケイ酸塩の平均細孔直径は、ＢＥＴ比表面積及び全細孔容積に基づき、全細孔が１つの円筒形細孔で構成されていると仮定して求める。
【００３４】
アルミニウムケイ酸塩を導電材料の原料として用いる場合、その水分含有率が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。水分含有率が１０質量％以下であることで、電気分解を起こす際に生じうるガスの発生をより抑制することができ、電池の膨張をより抑制できる傾向にある。なお、水分含有率はカールフィッシャー法にて測定することができる。アルミニウムケイ酸塩の水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、通常用いられる熱処理方法を特に制限なく用いることができる。アロフェンの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、例えば、大気圧下で、１００℃〜３００℃、６時間〜２４時間程度で、アルミニウムケイ酸塩を熱処理する方法が挙げられる。
【００３５】
（アロフェン）
本発明におけるアロフェンとは、アルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．１〜１．０である非晶質のアルミニウムケイ酸塩であって、中空球の構造体を形成すると言われているアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなアロフェンとしては、例えば、ｎＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３・ｍＨ２Ｏ［ｎ＝１〜２、ｍ＝２．５〜３］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００３６】
アロフェンの元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．２〜１．０であることが好ましく、０．５〜１．０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能がより高まる。なお、元素モル比Ｓｉ／ＡｌはＩＣＰ発光分光分析（例えば、株式会社日立製作所、ＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０）を用いて、常法によりＳｉ及びＡｌそれぞれの原子濃度を求めて、得られた原子濃度から算出される。以下、元素モル比の測定方法は同様である。
【００３７】
アロフェンは、水分含有率が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。水分含有率が１０質量％以下であることで、電気分解を起こす際に生じうるガスの発生をより抑制することができ、リチウムイオン二次電池の膨張をより抑制できる傾向にある。なお、水分含有率はカールフィッシャー法にて測定することができる。アロフェンの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、通常用いられる熱処理方法を特に制限なく用いることができる。アロフェンの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、例えば、大気圧下で、１００℃〜３００℃、６時間〜２４時間程度で、アロフェンを熱処理する方法が挙げられる。
【００３８】
本発明におけるアロフェンは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。アロフェンの市販品としては、製品名セカード（品川化成株式会社）等が挙げられる。
【００３９】
（カオリン）
本発明におけるカオリンとは、層状構造をとるアルミニウムケイ酸塩であって、カオリナイト、ナクライト、ディッカイト、ハロイサイト、加水ハロイサイト等の１種又は２種以上から形成されるアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなカオリンとしては、例えば、Ａｌ２ＳｉＯ５・（Ｈ２Ｏ）４・ｎＨ２Ｏ［ｎ＝０〜５］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００４０】
カオリンにおけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．１〜２．０であることが好ましく、０．５〜１．５であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能がより高まる。
【００４１】
カオリンは、水分含有率が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。水分含有率が１０質量％以下であることで、電気分解を起こす際に生じうるガスの発生をより抑制することができ、リチウムイオン二次電池の膨張をより抑制できる。なお、水分含有率はカールフィッシャー法にて測定することができる。カオリンの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、通常用いられる熱処理方法を特に制限なく用いることができる。カオリンの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、例えば、大気圧下で、１００℃〜３００℃、６時間〜２４時間程度で、カオリンを熱処理する方法が挙げられる。
【００４２】
本発明におけるカオリンは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。カオリンの市販品としては、製品名ＡＳＰ−２００（林化成株式会社）等が挙げられる。
【００４３】
（ゼオライト）
本発明におけるゼオライトとは、アルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが１〜５００であるアルミニウムケイ酸塩であり、塩としてアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含み、沸石とも称される物質を意味する。このようなゼオライトとしては、例えば、Ｘ２／ｎＯ・Ａｌ２Ｏ３・ｙＳｉＯ２・ｚＨ２Ｏ［Ｘ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ等の金属カチオン、ｎ＝金属Ｘの原子価、ｙ＝２〜２００、ｚ＝０以上］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００４４】
ゼオライトの元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、１〜１００であることが好ましく、１〜５０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能がより高まる。
【００４５】
ゼオライトは、水分含有率が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。水分含有率が１０質量％以下であることで、電気分解を起こす際に生じうるガスの発生をより抑制することができ、リチウムイオン二次電池の膨張をより抑制できる。なお、水分含有率はカールフィッシャー法にて測定することができる。ゼオライトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、通常用いられる熱処理方法を特に制限なく用いることができる。ゼオライトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、例えば、大気圧下で、１００℃〜３００℃、６時間〜２４時間程度で、ゼオライトを熱処理する方法が挙げられる。
【００４６】
本発明におけるゼオライトは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。ゼオライトの市販品としては、製品名ＳＰ＃６００（日東粉化工業株式会社）、モレキュラーシーブス４Ａ（和光純薬工業株式会社）、モレキュラーシーブス１３Ｘ（和光純薬工業株式会社）等が挙げられる。
【００４７】
（サポナイト）
本発明におけるサポナイトとは、構造中にＭｇ、Ｃａ等の金属カチオンを含むスメクタイト族（３八面体型スメクタイト）の層状粘土化合物であるアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなサポナイトとしては、例えば、Ｘ０．３３（Ｍｇ３）（Ａｌ０．３３Ｓｉ３．６７）Ｏ１０（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ［Ｘ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ等の金属カチオン、ｎ＝０以上］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００４８】
サポナイトにおけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、２〜５０であることが好ましく、５〜３０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能がより高まる。
【００４９】
サポナイトは、水分含有率が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。水分含有率が１０質量％以下であることで、電気分解を起こす際に生じうるガスの発生をより抑制することができ、リチウムイオン二次電池の膨張をより抑制できる。なお、水分含有率はカールフィッシャー法にて測定することができる。サポナイトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、通常用いられる熱処理方法を特に制限なく用いることができる。サポナイトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、例えば、大気圧下で、１００℃〜３００℃、６時間〜２４時間程度で、サポナイトを熱処理する方法が挙げられる。
【００５０】
本発明におけるサポナイトは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。サポナイトの市販品としては、製品名スメクトン（クニミネ工業株式会社）等が挙げられる。
【００５１】
（モンモリロナイトナイト）
本発明におけるモンモリロナイトナイトとは、構造中にＭｇ、Ｃａ等の金属カチオンを含むスメクタイト族（２八面体型スメクタイト）の層状粘土化合物であるアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなモンモリロナイトナイトとしては、例えば、（Ｎａ、Ｃａ）０．３３（Ａｌ１．６７，Ｍｇ０．３３）ＳｉＯ４Ｏ１０（ＯＨ）２：ｎＨ２Ｏで示される組成を有するものが挙げられる。
【００５２】
モンモリロナイトにおけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、２〜５０であることが好ましく、５〜３０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能がより高まる。
【００５３】
モンモリロナイトは、水分含有率が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。水分含有率が１０質量％以下であることで、電気分解を起こす際に生じうるガスの発生をより抑制することができ、リチウムイオン二次電池の膨張をより抑制できる。なお、水分含有率はカールフィッシャー法にて測定することができる。モンモリロナイトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、通常用いられる熱処理方法を特に制限なく用いることができる。モンモリロナイトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、例えば、大気圧下で、１００℃〜３００℃、６時間〜２４時間程度で、モンモリロナイトを熱処理する方法が挙げられる。
【００５４】
本発明におけるモンモリロナイトは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。モンモリロナイトの市販品としては、製品名クニピア（クニミネ工業株式会社）等が挙げられる。
【００５５】
（アタパルジャイト）
本発明におけるアタパルジャイトとは、パリゴルスカイトとも称される、繊維状の結晶構造を有するアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなアタパルジャイトとしては、例えば、Ｍｇ（Ａｌ０．５〜１Ｆｅ０〜０．５）Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）・４Ｈ２Ｏで示される組成を有するものが挙げられる。
【００５６】
アタパルジャイトにおけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、２〜５０であることが好ましく、５〜３０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能がより高まる。
【００５７】
アタパルジャイトは、水分含有率が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。水分含有率が１０質量％以下であることで、電気分解を起こす際に生じうるガスの発生をより抑制することができ、リチウムイオン二次電池の膨張をより抑制できる。なお、水分含有率はカールフィッシャー法にて測定することができる。アタパルジャイトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、通常用いられる熱処理方法を特に制限なく用いることができる。アタパルジャイトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、例えば、大気圧下で、１００℃〜３００℃、６時間〜２４時間程度で、アタパルジャイトを熱処理する方法が挙げられる。
【００５８】
本発明におけるアタパルジャイトは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。アタパルジャイトの市販品としては、製品名アタゲル（林化成株式会社）等が挙げられる。
【００５９】
（イモゴライト）
本発明におけるイモゴライトとは、アルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．３〜１．０のアルミニウムケイ酸塩であって、上記以外のものを意味する。このようなイモゴライトとしては、例えば、ｎＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３・ｍＨ２Ｏ［ｎ＝０．６〜２．０、ｍ＝０以上］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００６０】
また、金属イオンの吸着能の観点から、イモゴライトとしては、元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．３以上１．０未満であることが好ましい。この範囲の元素モル比とすることにより、イモゴライトは、マンガンイオン、ニッケルイオン、コバルトイオン、銅イオン、鉄イオン等の不要な金属イオンの吸着能により優れ、一方、リチウムイオンに対する吸着能がより低くなる傾向がある。
【００６１】
また、元素モル比Ｓｉ／Ａｌを０．３以上とすることにより、金属イオン吸着能の向上に寄与しないＡｌの量が過剰となることを回避しやすくなり、単位質量あたりのイオン吸着能がより低下しにくくなる傾向がある。また元素モル比Ｓｉ／Ａｌを１．０未満とすることにより、金属イオン吸着能の向上に寄与しないＳｉの量が過剰となることを回避しやすくなり、単位質量あたりのイオン吸着能がより低下しにくくなる傾向がある。また元素モル比Ｓｉ／Ａｌを１．０未満とすることにより、吸着する金属イオンの選択性の低下をより回避しやすくなる傾向がある。このようにイモゴライトを用いることにより、リチウム二次電池中での不要な金属イオンの濃度上昇を特に選択的に抑制することができる。
【００６２】
イモゴライトの元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．４〜０．６であることがより好ましく、０．４５〜０．５５であることが更に好ましい。イモゴライトをこの範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上記傾向が更に高まる。
【００６３】
イモゴライトは、２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて３ｐｐｍ近辺にピークを有することが好ましい。２７Ａｌ−ＮＭＲ測定装置としては、例えば、ブルカー・バイオスピン社、ＡＶ４００ＷＢ型を用いることができる。２７Ａｌ−ＮＭＲの具体的な測定条件は以下の通りである。
【００６４】
共鳴周波数：１０４ＭＨｚ
測定方法：ＭＡＳ（シングルパルス）
ＭＡＳ回転数：１０ｋＨｚ
測定領域：５２ｋＨｚ
データポイント数：４０９６
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（測定領域／データポイント数）：１２．７Ｈｚ
パルス幅：３．０μｓｅｃ
遅延時間：２ｓｅｃ
化学シフト値基準：α−アルミナを３．９４ｐｐｍ
ｗｉｎｄｏｗ関数：指数関数
Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ係数：１０Ｈｚ
【００６５】
図１に、イモゴライトの一例として、後述の製造例１及び製造例２に係るイモゴライトの２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【００６６】
図１に示すように、イモゴライトは、２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、３ｐｐｍ近辺にピークを有することが好ましい。３ｐｐｍ近辺のピークは、６配位のＡｌに由来するピークであると推定される。更に、５５ｐｐｍ付近にピークが存在してもよい。５５ｐｐｍ付近のピークは、４配位のＡｌに由来するピークであると推定される。
【００６７】
イモゴライトは、金属イオン吸着能と金属イオン選択性の観点から、２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、３ｐｐｍ近辺のピークに対する５５ｐｐｍ付近のピークの面積比率（５５ｐｐｍ付近のピーク／３ｐｐｍ近辺のピーク）が、２５％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましく、１５％以下であることが更に好ましい。
またイモゴライトは、金属イオン吸着能と金属イオン選択性の観点から、２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、３ｐｐｍ近辺のピークに対する５５ｐｐｍ付近のピークの面積比率が、１％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることが更に好ましい。
【００６８】
イモゴライトは、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいて−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有することが好ましい。かかる特定の２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルを示すイモゴライトであることにより、金属イオン吸着能及び金属イオン選択性がより向上する。
【００６９】
２９Ｓｉ−ＮＭＲ測定装置としては、例えば、ブルカー・バイオスピン社、ＡＶ４００ＷＢ型を用いることができる。２９Ｓｉ−ＮＭＲの具体的な測定条件は以下の通りである。
【００７０】
共鳴周波数：７９．５ＭＨｚ
測定方法：ＭＡＳ（シングルパルス）
ＭＡＳ回転数：６ｋＨｚ
測定領域：２４ｋＨｚ
データポイント数：２０４８
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（測定領域／データポイント数）：５．８Ｈｚ
パルス幅：４．７μｓｅｃ
遅延時間：６００ｓｅｃ
化学シフト値基準：ＴＭＳＰ−ｄ４（３−（トリメチルシリル）（２，２，３，３−２Ｈ４）プロピオン酸ナトリウム）を１．５２ｐｐｍ
ｗｉｎｄｏｗ関数：指数関数
Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ係数：５０Ｈｚ
【００７１】
図２に、イモゴライトの一例として、後述の製造例１及び製造例２に係るイモゴライトの２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【００７２】
図２に示すように、イモゴライトは、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいて、−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有することが好ましい。−７８ｐｐｍ近辺に現れるピークＡは、イモゴライト、アロフェン等の結晶構造のアルミニウムケイ酸塩に由来し、また、ＨＯ−Ｓｉ−（ＯＡｌ）３という構造に起因すると考えられる。
また−８５ｐｐｍ近辺に現れるピークＢは、粘土構造のアルミニウムケイ酸塩又は非晶質構造のアルミニウムケイ酸塩と考えられる。したがって、−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有するイモゴライトは、結晶構造のイモゴライトと、粘土構造又は非晶質構造のイモゴライトとの混合物又は複合体であると推定される。
【００７３】
特に−７８ｐｐｍ近辺に現れるピークＡを有するイモゴライトは、単位質量当たりにＯＨ基が多く存在する。−７８ｐｐｍ近辺に現れるピークＡを有するイモゴライトは、水分吸着能に優れていることに加えてイオン吸着能に優れ、特に、リチウムイオン二次電池に悪影響を与える不要な金属イオンの吸着における選択性が顕著に高い。このため、このイモゴライトを含むリチウムイオン二次電池用導電材料を含有するリチウムイオン二次電池では、経時的な短絡の発生がより抑えられ、結果として寿命特性にいっそう優れるリチウムイオン二次電池が提供されると考えることができる。
【００７４】
なお、イモゴライトは、層状粘土鉱物に由来する−８５ｐｐｍ近辺のピークを有さなくてもよい。ここでピークを有さないとは、−８５ｐｐｍ付近におけるベースラインからの変位がノイズレベル以下であることを意味し、具体的にはベースラインからの変位がノイズ幅の１００％以下であることを意味する。
【００７５】
イモゴライトは、金属イオン吸着能及び金属イオン選択性が向上する観点から、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおける−７８ｐｐｍ近辺のピークＡと、−８５ｐｐｍ近辺のピークＢの面積比率（ピークＢ／ピークＡ）が、０．４〜９．０であることが好ましく、１．５〜９．０であることがより好ましく、２．０〜９．０であることが更に好ましく、２．０〜７．０であることが極めて好ましく、２．０〜５．０であることが特に好ましく、２．０〜４．０であることが最も好ましい。
【００７６】
２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおける前記ピークの面積比率を求める際には、まず２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいてベースラインを引く。図２では、−５５ｐｐｍと−１４０ｐｐｍとを結んだ直線をベースラインとする。
【００７７】
次に、−７８ｐｐｍ近辺に現れるピークと−８５ｐｐｍ近辺に現れるピークとの谷に当たる化学シフト値（図２では、−８１ｐｐｍ付近）で、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルの曲線を区切る。
【００７８】
−７８ｐｐｍ近辺のピークＡの面積は、図２においては、化学シフト軸と直交し−８１ｐｐｍを通る直線と、上記ベースラインと、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルの曲線と、に囲まれた領域の面積であり、−８５ｐｐｍ近辺のピークＢの面積は、化学シフト軸と直交し−８１ｐｐｍを通る直線と上記ベースラインと、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルの曲線と、に囲まれた領域の面積である。
なお、上記各ピークの面積は、ＮＭＲ測定装置に組み込まれた解析ソフトにより求めてもよい。
【００７９】
イモゴライトは、Ｘ線源としてＣｕＫα線を用いた粉末Ｘ線回折スペクトルにおいて２θ＝２６．９°及び４０．３°近辺にピークを有することが好ましい。また例えば、Ｘ線回折装置として株式会社リガク：Ｇｅｉｇｅｒｆｌｅｘ  ＲＡＤ−２Ｘ（製品名）を用いることができる。
【００８０】
図３に、イモゴライトの一例として、後述の製造例１及び製造例２に係るイモゴライトの粉末Ｘ線回折スペクトルを示す。
図３に示すように、イモゴライトは、粉末Ｘ線回折スペクトルにおいて、２θ＝２６．９°及び４０．３°近辺にピークを有する。２θ＝２６．９°及び４０．３°近辺のピークは、イモゴライトに由来するピークと推定される。
【００８１】
イモゴライトは、粉末Ｘ線回折スペクトルにおいて、２θ＝２０°及び３５°近辺の幅広なピークを有さなくてもよい。２θ＝２０°及び３５°近辺のピークは、低結晶性の層状の粘土鉱物のｈｋ０面の反射に起因するピークと考えられる。
ここで、２θ＝２０°及び３５°近辺のピークを有しないとは、２θ＝２０°及び３５°近辺におけるベースラインからの変位がノイズレベル以下であることを意味し、具体的にはベースラインからの変位がノイズ幅の１００％以下であることを意味する。
【００８２】
更に、製造例１に係るイモゴライトのように、イモゴライトは、２θ＝１８．８°、２０．３°、２７．８°、４０．６°及び５３．３°近辺にピークを有してもよい。２θ＝１８．８°、２０．３°、２７．８°、４０．６°及び５３．３°近辺のピークは、副生物である水酸化アルミニウムに由来するピークと推定される。なお、後述のイモゴライトの製造方法において、熱処理時の温度を１６０℃以下とすることで水酸化アルミニウムの析出をより抑えることができる。また、遠心分離による脱塩処理時のｐＨを調整することによって、水酸化アルミニウムの含有量を調整することができる。
【００８３】
また、製造例２に係るイモゴライトのように、イモゴライトは、２θ＝４．８°、９．７°及び１４．０°近辺にピークを有してもよい。更に、２θ＝１８．３°近辺にピークを有していてもよい。２θ＝４．８°、９．７°、１４．０°及び１８．３°近辺のピークは、管状のイモゴライトの単繊維が互いに沿って凝集して束状構造をとっていることに由来するピークと推定される。
【００８４】
図４及び図５に、イモゴライトの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真の一例を示す。図４に示すイモゴライトは、後述の製造例１に係るイモゴライトである。図５に示すイモゴライトは、後述の製造例２に係るイモゴライトである。
【００８５】
図４に示されるように、製造例１に係るイモゴライトには、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）において１００，０００倍で観察したときに、長さ５０ｎｍ以上の管状物が存在していない。製造例２に係るイモゴライトは、図５に示されるように、管状のいわゆるイモゴライトである。
イモゴライトには、金属イオン吸着能と金属イオン選択性の観点から、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）において１００，０００倍で観察したときに、長さ５０ｎｍ以上の管状物が存在していないことが好ましい。
【００８６】
イモゴライトの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の観察は、１００ｋＶの加速電圧で行う。また観察試料としては、後述する製造方法における第二洗浄工程（脱塩及び固体分離）前の加熱後溶液をＴＥＭ観察試料調製用の支持体上に滴下し、次いで、滴下した加熱後の溶液を乾燥して薄膜としたものを用いる。なお、ＴＥＭ画像のコントラストが充分に得られない場合には、コントラストが充分に得られるように、加熱後の溶液を適宜希釈したものを用いて観察試料を作製する。
【００８７】
図５に示されるような管状物は、後述のイモゴライトの製造方法において、ケイ酸イオン及びアルミニウムイオンが特定の濃度以下のときに、熱処理を実施することで製造される。他方、図４に示されるような管状物が観察されないイモゴライトは、ケイ酸イオン及びアルミニウムイオンが特定の濃度以上のときに、熱処理を実施することで製造される。
【００８８】
図６は、イモゴライトの一例である、管状のイモゴライトを模式的に示す図面である。図６に示すように、このイモゴライト１０は、管状物１０ａが複数（図６では３つ）集合した構造を有する。複数の管状物１０ａの間には、管状物１０ａの外壁により画定される隙間３０が形成される。イモゴライト１０は、管状物１０ａ同士により繊維構造が形成される傾向があり、管状物１０ａの筒内の内壁２０、及び複数の管状物１０ａの間の隙間３０を形成する管状物１０ａの外壁（外周面）を、金属イオンの吸着サイトとして利用できる。管状物１０ａの管部長さ方向の長さは、例えば、１０ｎｍ〜１０μｍである。管状物１０ａは、例えば、円管状を呈しており、外径は、例えば、１．５ｎｍ〜３．０ｎｍであり、内径は、例えば、０．７ｎｍ〜１．４ｎｍである。
【００８９】
なお、管状のイモゴライトの繊維が透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真で観察される場合には、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいて、ピークＢの面積が小さくなる傾向にある。
【００９０】
イモゴライトは、金属イオン吸着能が向上する観点から、ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、２８０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上であると、単位質量あたりの不要な金属イオンの吸着量が大きくなるため効率がよく、少量のイモゴライトでより高い効果が得られる傾向にある。
【００９１】
また、ＢＥＴ比表面積の上限値は特に制限が無いが、イモゴライト中のＳｉとＡｌの一部がＳｉ−Ｏ−Ａｌという形で結合し、それが金属イオン吸着能の向上に寄与するという観点からは、ＢＥＴ比表面積は１５００ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１２００ｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、１０００ｍ２／ｇ以下であることが更に好ましい。
【００９２】
イモゴライトのＢＥＴ比表面積は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８３０（２００１年）に準じて窒素吸着能から測定する。評価装置としては、窒素吸着測定装置（ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１、ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社）等を用いることができる。ＢＥＴ比表面積の測定を行う際には、試料表面及び構造中に吸着している水分がガス吸着能に影響を及ぼすと考えられることから、まず、加熱による水分除去の前処理を行う。
【００９３】
前記前処理では、０．０５ｇの測定試料を投入した測定用セルを、真空ポンプで１０Ｐａ以下に減圧した後、１１０℃で加熱し、３時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温（２５℃）まで自然冷却する。この前処理を行った後、評価温度を７７Ｋとし、評価圧力範囲を相対圧（飽和蒸気圧に対する平衡圧力）にて１未満として測定する。
【００９４】
イモゴライトは、金属イオンの吸着能が向上する観点から、全細孔容積が０．１０ｃｍ３／ｇ以上であることが好ましく、０．１２ｃｍ３／ｇ以上であることがより好ましく、０．１５ｃｍ３／ｇ以上であることが更に好ましい。また、全細孔容積の上限値は特に制限が無い。単位質量当たりの空気中の水分吸着量を抑える観点からは、全細孔容積は１．５ｃｍ３／ｇ以下であることが好ましく、１．２ｃｍ３／ｇ以下であることがより好ましく、１．０ｃｍ３／ｇ以下であることが更に好ましい。
【００９５】
イモゴライトの全細孔容積は、ＢＥＴ比表面積に基づき、相対圧が０．９５以上１未満の範囲で得られたデータの中、相対圧１に最も近いガス吸着量を液体に換算して求める。
【００９６】
不要な金属イオンのイオン半径が０．０１ｎｍ〜０．１ｎｍであるという観点から、イモゴライトの平均細孔直径は、１．５ｎｍ以上であることが好ましく、２．０ｎｍ以上であることがより好ましい。平均細孔直径が前記範囲であると不要な金属イオンが配位子を伴った状態で吸着サイトまで移動する場合でも効率よく不要な金属イオンを吸着できる傾向にある。また、平均細孔直径の上限値は特に制限が無く、平均細孔直径が小さくなると、比表面積が大きくなる傾向があるため、５０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましく、５．０ｎｍ以下であることが更に好ましい。イモゴライトの平均細孔直径は、ＢＥＴ比表面積及び全細孔容積に基づき、全細孔が１つの円筒形細孔で構成されていると仮定して求める。
【００９７】
イモゴライトは、水分含有率が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。水分含有率が１０質量％以下であることで、電気分解を起こす際に生じうるガスの発生をより抑制することができ、リチウムイオン二次電池の膨張をより抑制できる傾向にある。なお、水分含有率はカールフィッシャー法にて測定することができる。
【００９８】
イモゴライトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、通常用いられる熱処理方法を特に制限なく用いることができる。イモゴライトの水分含有率を１０質量％以下とする方法としては、例えば、大気圧下で、１００℃〜３００℃、６時間〜２４時間程度で、イモゴライトを熱処理する方法が挙げられる。
【００９９】
本発明におけるイモゴライトは、合成してもよく、市販品を購入して用いてもよい。
イモゴライトを合成する場合、本発明におけるイモゴライトの製造方法は、ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を混合して反応生成物を得る工程と、前記反応生成物を、水性媒体中、酸の存在下で熱処理する工程と、を有し、必要に応じてその他の工程を有することができる。得られるイモゴライトの収率、構造体形成等の観点から、少なくとも熱処理する工程の後、好ましくは、熱処理工程の前及び後で、脱塩及び固体分離を行う洗浄工程を有することが好ましい。
反応生成物であるイモゴライトを含む溶液から共存イオンを脱塩処理した後に、酸の存在下で熱処理することで、金属イオン吸着能に優れるイモゴライトを効率良く製造することができる傾向にある。ここで共存イオンとは、例えば、ナトリウムイオン、塩化物イオン、過塩素酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン等が挙げられる。
これは、例えば、以下のように考えることができる。規則的な構造の形成を阻害する共存イオンが除去されたイモゴライトを、酸の存在下で熱処理することで、規則的な構造を有するイモゴライトが形成される。イモゴライトが規則的な構造を有することで、金属イオンに対する親和性が向上し、効率よく金属イオンを吸着できると考えることができる。
【０１００】
イモゴライトの製造方法は、脱塩及び固体分離する工程を前記熱処理工程の前後に含むことがより好ましい。即ち、イモゴライトの好ましい製造方法の例は、（ａ）ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を混合して反応生成物を得る工程と、（ｂ）前記反応生成物を、脱塩及び固体分離する工程（第一洗浄工程）と、（ｃ）前記工程（ｂ）で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下で熱処理する工程（合成工程）と、（ｄ）前記工程（ｃ）で熱処理して得られたものを、脱塩及び固体分離する工程（第二洗浄工程）と、を有し、必要に応じてその他の工程を有する方法である。以下、この好ましい製造方法に従って、イモゴライトの製造方法を説明する。
【０１０１】
（ａ）反応生成物を得る工程
反応生成物を得る工程では、ケイ酸イオンを含む溶液と、アルミニウムイオンを含む溶液とを混合して、イモゴライト及び共存イオンを含む反応生成物を含有する混合溶液を得る。
【０１０２】
（ａ−１）  ケイ酸イオン及びアルミニウムイオン
イモゴライトを製造する際、原料には、ケイ酸イオン及びアルミニウムイオンが必要となる。ケイ酸イオンを含む溶液（以下、「ケイ酸溶液」ともいう）を構成するケイ酸源としては、溶媒和した際にケイ酸イオンが生じるものであれば特に制限されない。ケイ酸源としては、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、アルミニウムイオンを含む溶液（以下、「アルミニウム溶液」ともいう）を構成するアルミニウム源は、溶媒和した際にアルミニウムイオンが生じるものであれば特に制限されない。アルミニウム源としては、塩化アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミニウムｓｅｃ−ブトキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１０３】
溶媒としては、原料であるケイ酸源及びアルミニウム源と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができる。溶媒としては、具体的には、水、エタノール等を使用することができる。熱処理時における溶液中の共存イオンの低減、及び取扱の容易さから、溶媒としては、水を用いることが好ましい。
【０１０４】
（ａ−２）  混合比と溶液の濃度
これらの原料をそれぞれ溶媒に溶解させて原料溶液（ケイ酸溶液及びアルミニウム溶液）を調製した後、原料溶液を互いに混合して混合溶液を得る。このとき、特定の元素モル比Ｓｉ／Ａｌを有するイモゴライトを得るためには、混合溶液中のＳｉ及びＡｌの元素モル比Ｓｉ／Ａｌを、得られるイモゴライトにおけるＳｉ及びＡｌの元素モル比Ｓｉ／Ａｌに合わせて調整すればよく、例えば、０．３〜１．０となるように調整し、好ましくは０．３以上１．０未満となるように調整し、より好ましくは０．４〜０．６となるように調整し、更に好ましくは０．４５〜０．５５となるように調整する。元素モル比Ｓｉ／Ａｌを０．３〜１．０とすることで、所望の規則的な構造を有するイモゴライトが合成され易くなる。
【０１０５】
また、原料溶液の混合の際には、アルミニウム溶液に対してケイ酸溶液を徐々に加えることが好ましい。このようにすることで、所望のイモゴライトの形成阻害要因となりうる、ケイ酸の重合をより抑えることができる。
【０１０６】
ケイ酸溶液のケイ素原子濃度は、特に制限されるものではなく、好ましくは１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０００ｍｍｏｌ／Ｌである。
ケイ酸溶液のケイ素原子濃度が１ｍｍｏｌ／Ｌ以上であると、生産性がより向上し、効率よく所望のイモゴライトを製造することができる。またケイ素原子濃度が１０００ｍｍｏｌ／Ｌ以下であると、ケイ素原子濃度に応じて生産性がより向上する。
【０１０７】
アルミニウム溶液のアルミニウム原子濃度は、特に制限されるものではなく、好ましくは１００ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０００ｍｍｏｌ／Ｌである。
アルミニウム溶液のアルミニウム原子濃度が１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上であると、生産性がより向上し、効率よくイモゴライトを製造することができる。またアルミニウム原子濃度が１０００ｍｍｏｌ／Ｌ以下であると、アルミニウム原子濃度に応じて生産性がより向上する。
【０１０８】
（ｂ）第一洗浄工程（脱塩及び固体分離）
ケイ酸イオンを含む溶液とアルミニウムイオンを含む溶液とを混合し、得られた混合溶液に、共存イオンを含むイモゴライトを反応生成物として生成させた後、生成した共存イオンを含むイモゴライトを脱塩及び固体分離する第一洗浄工程を行う。第一洗浄工程では、混合溶液中から共存イオンの少なくとも一部を除去して混合溶液中の共存イオン濃度を低下させる。第一洗浄工程を行うことで、合成工程において所望のイモゴライトを形成し易くなる。
【０１０９】
第一洗浄工程で、脱塩及び固体分離する方法は、ケイ酸源及びアルミニウム源に由来するケイ酸イオン以外のアニオン（塩化物イオン、硝酸イオン等）及びアルミニウムイオン以外のカチオン（ナトリウムイオン等）のうちの少なくとも一部を除去（脱塩）して固体分離できればよく、特に制限されるものではない。第一洗浄工程としては例えば、遠心分離を用いる方法、透析膜を用いる方法、及びイオン交換樹脂を用いる方法が挙げられる。
【０１１０】
第一洗浄工程は、混合溶液中の共存イオンの濃度が所定の濃度以下になるように行うことが好ましい。ここで共存イオンの濃度としては、例えば、第一洗浄工程で得られる固体分離されたものを、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散させた場合、５００ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることが好ましい。このような共存イオン濃度とするには、例えば、第一洗浄工程で得られる固体分離されたものを、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散させた場合に、その分散液の電気伝導率が４．０Ｓ／ｍ以下となるように洗浄を行なうことが好ましく、１．０ｍＳ／ｍ〜３．０Ｓ／ｍとなるように洗浄を行なうことがより好ましく、１．０ｍＳ／ｍ〜２．０Ｓ／ｍとなるように洗浄を行なうことが更に好ましい。
分散液の電気伝導率が４．０Ｓ／ｍ以下であると、合成工程において所望のアルミニウムケイ酸塩がより形成しやすくなる傾向がある。
なお、電気伝導率は、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び同社の一般的な電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で測定される。
【０１１１】
第一洗浄工程は、イモゴライトを溶媒に分散して分散物を得る工程と、分散物のｐＨを５〜８に調整する工程と、イモゴライトを析出させる工程とを含むことが好ましい。
例えば、第一洗浄工程を、遠心分離を用いて行なう場合、以下のようにして行うことができる。分散物にアルカリ等を加えてｐＨを５〜８に調整する。ｐＨを調整した後の分散物を遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として固体分離する。固体分離されたものを溶媒に再分散させる。その際、分散物の容積を、例えば、溶媒を用いて遠心分離前の容積に戻すことが好ましい。再分散させた分散液を同様にして遠心分離して脱塩及び固体分離する操作を繰り返すことで、共存イオンの濃度を所定の濃度以下にすることができる。
【０１１２】
第一洗浄工程においては、分散物のｐＨを例えば５〜８に調整する。分散物のｐＨは、５．５〜６．８であることが好ましく、５．８〜６．５であることがより好ましい。ｐＨ調整に用いるアルカリは特に制限されない。ｐＨの調整に用いるアルカリとしては、例えば水酸化ナトリウム及びアンモニアが好ましい。
【０１１３】
また遠心分離の条件は、例えば、製造規模、使用する容器の種類、及び使用する容器の大きさに応じて適宜選択される。遠心分離の条件としては、例えば、室温（２５℃）で、１２００Ｇ以上で１分間〜３０分間とすることができる。具体的には、遠心分離の条件としては、例えば、遠心分離装置として株式会社トミー精工：Ｓｕｐｒｅｍａ２３、及び同社のスタンダードロータＮＡ−１６を用いる場合、室温（２５℃）で、３０００ｍｉｎ−１（回転／分）（１４５０Ｇ）以上で５分間〜１０分間とすることができる。
【０１１４】
第一洗浄工程における溶媒としては、原料と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができ、溶媒としては、具体的には、水、エタノール等を使用することができる。溶媒としては、合成工程における溶液中の共存イオンの低減、及び取扱の容易さから、水を用いることが好ましく、純水を用いることがより好ましい。なお、繰り返し複数回の洗浄を行う際は、混合溶液のｐＨの調整を省略することが好ましい。
【０１１５】
第一洗浄工程における脱塩及び固体分離の処理回数は、共存イオンの残存量に応じて適宜設定すればよい。例えば、処理回数は１回〜６回とすることができる。３回程度の洗浄を繰り返すと、共存イオンの残存量が所望のイモゴライトの合成に影響しない程度に少なくなる。
【０１１６】
ｐＨを調整する際のｐＨ測定は、一般的なガラス電極を用いたｐＨメータによって測定できる。具体的には、例えば、株式会社堀場製作所の製品名：ＭＯＤＥＬ（Ｆ−５１）を使用することができる。
【０１１７】
（ｃ）合成工程
合成工程では、水性媒体中、酸の存在下で、第一洗浄工程で得られた固体分離物の熱処理を行う。
第一洗浄工程により得られた、共存イオンの濃度を低減させたイモゴライトを含む溶液（分散液）を、酸の存在下で熱処理することで、規則的な構造を有する所望のイモゴライトを形成することができる。
【０１１８】
合成工程では、第一洗浄工程で得られた固体分離物を適宜希釈して希薄溶液として合成を行なってもよく、また第一洗浄工程で得られた固体分離物を高濃度溶液として合成を行なってもよい。
合成工程を希薄溶液中で行なうことで、規則的な構造が管状に伸長した構造を有するイモゴライト（以下、「第一のイモゴライト」ともいう）を得ることができる。また合成工程を高濃度溶液中で行なうことで、規則的な構造に加えて粘土構造及び非晶質構造を有するイモゴライト（以下、「第二のイモゴライト」ともいう）を得ることができる。なお、第二のイモゴライトは、長さ５０ｎｍ以上の管状物に成長するのに代えて、粘土構造及び非晶質構造の形成が増大しているものと推測される。
第一及び第二のいずれのイモゴライトも特定の規則的な構造を有することにより、優れた金属イオン吸着能を示す。
【０１１９】
合成工程において第一のイモゴライトを得る場合の溶液の希釈条件としては、例えば、ケイ素原子濃度が２０ｍｍｏｌ／Ｌ以下且つアルミニウム原子濃度が６０ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることができる。中でも金属イオン吸着能の観点から、希釈条件としては、ケイ素原子濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０ｍｍｏｌ／Ｌ且つアルミニウム原子濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜３４ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、ケイ素原子濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌ且つアルミニウム原子濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜７ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
希釈条件として、ケイ素原子濃度を２０ｍｍｏｌ／Ｌ以下且つアルミニウム原子濃度を６０ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることで、第一のイモゴライトをより効率よく製造することができる傾向にある。
尚、第一のイモゴライトの合成では、希薄溶液で行うため反応が進みにくい場合があり、仕込み量のＳｉ／Ａｌ比と、得られるイモゴライトのＳｉ／Ａｌ比とが異なる場合がある。その場合には、所望の比率よりも原料のケイ素原子量を少な目に仕込むことによって、所望のＳｉ／Ａｌ比を有するイモゴライトが得られる傾向がある。
【０１２０】
また合成工程において第二のイモゴライトを得る場合の溶液の濃度条件としては、例えば、ケイ素原子濃度が１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上且つアルミニウム原子濃度が１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上とすることができる。中でも金属イオン吸着能の観点から、濃度条件としては、ケイ素原子濃度が１２０ｍｍｏｌ／Ｌ〜２０００ｍｍｏｌ／Ｌ且つアルミニウム原子濃度が１２０ｍｍｏｌ／Ｌ〜２０００ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、ケイ素原子濃度が１５０ｍｍｏｌ／Ｌ〜１５００ｍｍｏｌ／Ｌ且つアルミニウム原子濃度が１５０ｍｍｏｌ／Ｌ〜１５００ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
濃度条件として、ケイ素原子濃度を１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上且つアルミニウム原子濃度を１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上とすることで、第二のイモゴライトをより効率よく製造することができ、更にアルミニウムケイ酸塩の生産性もより向上する傾向にある。
【０１２１】
なお、上記ケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度は、後述する酸性化合物を加えてｐＨを所定の範囲に調整した後の、溶液におけるケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度である。
また、ケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度は、ＩＣＰ発光分光装置（例えば、株式会社日立製作所、ＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０）を用いて、定法により測定される。
【０１２２】
ケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度が所定の濃度となるように調整する際には、溶液に溶媒を加えてもよい。溶媒としては、原料と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができる。溶媒としては、具体的には、水、エタノール等を使用することができ、熱処理時における溶液中の共存イオンの低減、及び取扱の容易さから、水を用いることが好ましく、純水を用いることがより好ましい。
【０１２３】
合成工程においては、熱処理の前に酸性化合物の少なくとも１種を、溶液に加える。酸性化合物を加えた後の溶液のｐＨは特に制限されない。所望のイモゴライトを効率よく得る観点から、溶液は、ｐＨが３以上７未満であることが好ましく、ｐＨが３〜５であることがより好ましい。
【０１２４】
合成工程において加える酸性化合物は特に制限されるものではなく、有機酸であっても無機酸であってもよい。中でも無機酸を用いることが好ましい。無機酸として具体的には、塩酸、過塩素酸、硝酸等を挙げることができる。後に続く熱処理における溶液中の共存イオン種の低減を考慮すれば、使用したアルミニウム源に含まれるアニオンと同様のアニオンを生成する酸性化合物を用いることが好ましい。
【０１２５】
酸性化合物を溶液に加えた後、熱処理を行うことで、所望の構造を有するイモゴライトを得ることができる。
熱処理の温度は特に制限されない。所望のイモゴライトを効率よく得る観点から、熱処理の温度は８０℃〜１６０℃であることが好ましい。
熱処理の温度が１６０℃以下であると、ベーマイト（水酸化アルミニウム）が析出することをより抑制することができる傾向がある。また熱処理の温度が８０℃以上であると、所望のアルミニウムケイ酸塩の合成速度が向上し、より効率よく所望のイモゴライトを製造できる傾向がある。
【０１２６】
熱処理の時間は特に制限されるものではない。所望の構造を有するイモゴライトをより効率的に得る場合には、熱処理の時間は、９６時間（４日）以内であることが好ましい。熱処理の時間が９６時間以下であると、より効率的に所望のイモゴライトを製造することができる傾向がある。
【０１２７】
（ｄ）第二洗浄工程（脱塩及び固体分離）
合成工程において熱処理して得られた生成物は、第二洗浄工程において脱塩及び固体分離に供される。これにより優れた金属イオン吸着能を有するイモゴライトを得ることができる傾向がある。これは、例えば、以下のように考えることができる。すなわち合成工程において熱処理して得られた生成物は、イモゴライトの吸着サイトが共存イオンで塞がれている場合があり、期待する程の金属イオン吸着能は得られない場合がある。そのため、合成工程で得られた生成物としてのイモゴライトから共存イオンの少なくとも一部を、脱塩及び固体分離することにより除去する第二洗浄工程を行うことにより、優れた金属イオン吸着能を有する所望のイモゴライトを得ることができると考えることができる。
【０１２８】
第二洗浄工程では、洗浄（脱塩及び固体分離）処理により、ケイ酸イオン以外のアニオン及びアルミニウムイオン以外のカチオンの少なくとも一部を除去できればよい。第二洗浄工程で適用される洗浄処理としては、合成工程前の第一洗浄工程と同様の操作であっても、異なる操作であってもよい。
第二洗浄工程は、共存イオンの濃度が所定の濃度以下になるように行うことが好ましい。ここで共存イオンの濃度としては、例えば、第二洗浄工程で得られる固体分離されたものを、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散させた場合、５００ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることができる。このような共存イオン濃度とするには、具体的には例えば、第二洗浄工程で得られる固体分離されたものを、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散させた場合に、その分散液の電気伝導率が４．０Ｓ／ｍ以下となるように洗浄を行なうことが好ましく、１．０ｍＳ／ｍ〜３．０Ｓ／ｍとなるように洗浄を行なうことがより好ましく、１．０ｍＳ／ｍ〜２．０Ｓ／ｍとなるように洗浄を行なうことが更に好ましい。
分散液の電気伝導率が４．０Ｓ／ｍ以下であると、より優れた金属イオン吸着能を有するイモゴライトが得られやすくなる傾向がある。
【０１２９】
第二洗浄工程を、遠心分離を用いて行なう場合、例えば、以下のようにして行うことができる。熱処理後に得られた生成物に溶媒を添加して混合溶液を得る。混合溶液にアルカリ等を加えてｐＨを５〜１０に調整する。ｐＨを調整した混合溶液を遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として固体分離する。次いで固体分離されたものを溶媒に再分散させる。その際、分散液の容積を、遠心分離前と同じ容積に戻すことが好ましい。再分散させた分散液を同様にして遠心分離して脱塩及び固体分離する操作を繰り返すことで、共存イオンの濃度を所定の濃度以下、例えば、３質量％以下にすることができる。
【０１３０】
第二洗浄工程においては、混合溶液のｐＨを例えば５〜１０に調整することが好ましく、８〜１０に調整することがより好ましい。ｐＨの調整に用いるアルカリは特に制限されない。ｐＨの調整に用いるアルカリとしては、好ましくは、水酸化ナトリウム及びアンモニアが挙げられる。
【０１３１】
また遠心分離の条件は、例えば、製造規模、使用する容器の種類、及び使用する容器の大きさに応じて適宜選択される。遠心分離の条件としては、例えば、室温（２５℃）で、１２００Ｇ以上で１分間〜３０分間とすることができる。遠心分離の条件としては、具体的には例えば、遠心分離装置として株式会社トミー精工：Ｓｕｐｒｅｍａ２３、及び同社のスタンダードロータＮＡ−１６を用いる場合、室温（２５℃）で、３０００ｍｉｎ−１（回転／分）（１４５０Ｇ）以上で５分間〜１０分間とすることができる。
【０１３２】
第二洗浄工程における溶媒としては、熱処理後の生成物と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができ、溶媒としては、具体的には、水、エタノール等を使用することができる。溶媒としては、共存イオンの低減、及び取扱の容易さから、水を用いることが好ましく、純水を用いることがより好ましい。なお、繰り返し複数回の洗浄を行う際は、混合溶液のｐＨの調整を省略することが好ましい。
【０１３３】
第二洗浄工程における脱塩及び固体分離の処理回数は、共存イオンの残存量によって設定すればよい。脱塩及び固体分離の処理回数としては、１回〜６回が好ましく、３回程度がより好ましい。３回程度の洗浄を繰り返すと、イモゴライトにおける共存イオンの残存量が充分に低減される傾向にある。
【０１３４】
第二洗浄工程後の分散液については、残存する共存イオンの中でも、特にイモゴライトの吸着能に影響を与える塩化物イオン及びナトリウムイオンの濃度が低減されていることが好ましい。すなわち、第二洗浄工程における洗浄後のイモゴライトは、当該イモゴライトを水に分散させて濃度４００ｍｇ／Ｌの水分散液を調製したとき、当該水分散液において塩化物イオン濃度１００ｍｇ／Ｌ以下及びナトリウムイオン濃度１００ｍｇ／Ｌ以下となることが好ましい。塩化物イオン濃度１００ｍｇ／Ｌ以下且つナトリウムイオン濃度１００ｍｇ／Ｌ以下であると、イモゴライトの吸着能を更に向上させることができる。塩化物イオン濃度は、５０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以下が更に好ましい。ナトリウムイオン濃度は、５０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以下が更に好ましい。塩化物イオン濃度及びナトリウムイオン濃度は、洗浄工程の処理回数又はｐＨの調整に使用するアルカリの種類により調整することができる。
なお、塩化物イオン濃度及びナトリウムイオン濃度は、イオンクロマトグラフィー（例えば、日本ダイオネクス株式会社、ＤＸ−３２０及びＤＸ−１００）により通常の条件で測定される。
また、イモゴライトの分散物の濃度は、固体分離されたものを１１０℃、２４時間乾燥して得られる固体の質量を基準とする。
【０１３５】
なお、ここで述べる「第二洗浄工程後の分散液」とは、第二洗浄工程を終了した後に溶媒を加えて、第二洗浄工程を行う前の容積と同じ容積に戻した分散液を意味する。用いる溶媒は、原料と溶媒和し易いものから適宜選択して使用することができ、具体的には、水、エタノール等を使用することができるが、イモゴライトにおける共存イオンの残存量の低減、及び、取扱の容易さから、水を用いることが好ましく、純水を用いることがより好ましい。
【０１３６】
イモゴライトのＢＥＴ比表面積は、第二洗浄工程の処理条件（例えば、合成溶液にアルカリを加えてｐＨを５〜１０に調整し、遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として残ったイモゴライトを溶媒に再分散させ、遠心分離前の容積と同じ容積に戻す処理を一回又は複数回繰り返す方法の条件）により調整することができる。
【０１３７】
またイモゴライトの全細孔容積は、第二洗浄工程の処理条件（例えば、合成溶液にアルカリを加えてｐＨを５〜１０に調整し、遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として残ったイモゴライトを溶媒に再分散させ、遠心分離前の容積と同じ容積に戻す処理を一回又は複数回繰り返す方法の条件）により調整することができる。
【０１３８】
またイモゴライトの平均細孔直径は、第二洗浄工程の処理条件（例えば、合成溶液にアルカリを加えてｐＨを５〜１０に調整し、遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として残ったイモゴライトを溶媒に再分散させ、遠心分離前の容積と同じ容積に戻す処理を一回又は複数回繰り返す方法の条件）により調整することができる。
【０１３９】
前記（ｄ）第二の洗浄工程で得られた固体分離物（イモゴライトを含む沈殿物）を熱処理して乾燥することにより、イモゴライト粉末が得られる。熱処理温度は、３０℃〜１８０℃であることが好ましく、４０℃〜１５０℃であることがより好ましく、５０℃〜１２０℃であることが更に好ましい。
【０１４０】
［炭素被覆］
本発明に係るアルミニウムケイ酸塩複合体では、アルミニウムケイ酸塩の表面に、炭素が配置される。配置される炭素は、アルミニウムケイ酸塩複合体の表面の少なくとも一部又は全部に配置される。
【０１４１】
炭素は、アルミニウムケイ酸塩の表面に配置されていればよい。図７〜図１１は、本発明に係るアルミニウムケイ酸塩複合体の構成の例を示す概略断面図である。
図７では、炭素４０がアルミニウムケイ酸塩５０の表面全体を被覆している。図８では、炭素４０がアルミニウムケイ酸塩５０の表面全体を被覆しているが、炭素４０の厚みにばらつきがある。また、図９では、炭素４０がアルミニウムケイ酸塩５０の表面に部分的に存在し、アルミニウムケイ酸塩５０の表面には、炭素４０で覆われていない部分がある。図１０では、アルミニウムケイ酸塩５０の表面に、アルミニウムケイ酸塩５０よりも小さい粒径を有する炭素４０の粒子が存在している。図１１は、図１０の変形例であり、炭素４０の粒子形状が鱗片状となっている。なお、図７〜図１１では、アルミニウムケイ酸塩５０の形状は、模式的に球状（断面形状としては円）で表されているが、球状、ブロック状、鱗片状、断面形状が多角形の形状（角のある形状）等のいずれであってもよい。
【０１４２】
なお、アルミニウムケイ酸塩が複数の管状物により構成される場合、微視的には管状物の外壁の少なくとも一部又は全部に炭素が配置されていればよく、内壁の少なくとも一部又は全部に炭素が配置されていてもよい。
また、微細なアルミニウムケイ酸塩が集合、結合又は凝集して粒子を形成している場合、粒子表面の少なくとも一部又は全部に炭素が配置されていればよく、集合、結合又凝集によって粒子内部に細孔を有する場合、細孔内の一部又は全部に炭素が配置されていてもよい。
【０１４３】
アルミニウムケイ酸塩の内部（アルミニウムケイ酸塩が複数の管状物により構成される場合の管状物の内壁、アルミニウムケイ酸塩が集合、結合又は凝集して形成された粒子内部に細孔を有する場合の細孔内等の、アルミニウムケイ酸塩の外観に現れない部分）に炭素が配置されているか否かは、以下の方法によって確認することができる。
すなわち、アルミニウムケイ酸塩の内部の状態は、試料を熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）に埋め込み硬化して成形加工した後、機械的に研磨することでアルミニウムケイ酸塩の内部を露出させ、内部にあたる部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することで確認することができる。アルミニウムケイ酸塩の内部に炭素が配置されているか否かは、上記のＳＥＭから、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）にて確認することができる。
【０１４４】
［アルミニウムケイ酸塩複合体の特性］
アルミニウムケイ酸塩複合体における炭素含有比率は、０．１質量％〜５０質量％であることが好ましい。炭素含有比率が０．１質量％以上であれば、アルミニウムケイ酸塩複合体の導電性がより向上する傾向があり、５０質量％以下であれば、アルミニウムケイ酸塩複合体の金属イオン吸着能をより有効に活用できる傾向がある。アルミニウムケイ酸塩複合体における炭素含有比率は、０．５質量％〜４０質量％であることがより好ましく、１質量％〜３０質量％であることが更に好ましい。
アルミニウムケイ酸塩複合体における炭素含有比率は、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃２０分保持での質量減少率にて測定される。
【０１４５】
アルミニウムケイ酸塩複合体について励起波長５３２ｎｍのレーザーラマン分光測定により求めたラマンスペクトルの中で、１３６０ｃｍ−１付近に現れるピークの強度をＩｄ、１５８０ｃｍ−１付近に現れるピークの強度をＩｇとし、その両ピークの強度比Ｉｄ／Ｉｇ（Ｄ／Ｇ）をＲ値とした際、そのＲ値が、０．１〜５．０であることが好ましく、０．３〜３．０であることがより好ましく、０．５〜１．５であることが更に好ましい。Ｒ値が、０．１以上であると非晶質炭素による表面被覆効果が優れる傾向があり、５．０以下であると表面被覆炭素量が過剰となるのを防ぐ傾向がある。
【０１４６】
ここで、１３６０ｃｍ−１付近に現れるピークとは、通常、炭素の非晶質構造に対応すると同定されるピークであり、例えば、１３００ｃｍ−１〜１４００ｃｍ−１に観測されるピークを意味する。また１５８０ｃｍ−１付近に現れるピークとは、通常、炭素の結晶構造に対応すると同定されるピークであり、例えば、１５３０ｃｍ−１〜１６３０ｃｍ−１に観測されるピークを意味する。
なお、Ｒ値は、ラマンスペクトル測定装置（例えば、日本分光株式会社、ＮＳＲ−１０００型、励起波長５３２ｎｍ）を用い、測定範囲（８３０ｃｍ−１〜１９４０ｃｍ−１）全体をベースラインとして、ラマンスペクトル解析から求めることができる。
【０１４７】
アルミニウムケイ酸塩複合体の粉体抵抗率は、０．００１Ω・ｃｍ〜１００Ω・ｃｍであることが好ましく、０．００１Ω・ｃｍ〜５０Ω・ｃｍであることがより好ましく、０．００１Ω・ｃｍ〜３０Ω・ｃｍであることが更に好ましく、０．００１Ω・ｃｍ〜１０Ω・ｃｍであることが特に好ましい。アルミニウムケイ酸塩複合体の粉体抵抗率が０．００１Ω・ｃｍ以上では、アルミニウムケイ酸塩複合体の金属イオン吸着能がより維持できる傾向があり、１００Ω・ｃｍ以下では、アルミニウムケイ酸塩複合体がリチウムイオン二次電池の電気特性の阻害要因とならない傾向がある。
粉体抵抗率は、粉体抵抗測定システム（例えば、株式会社三菱化学アナリテック、ロレスターＧＰ）を用いて、３８４２Ｎ／ｃｍ２（３８２Ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力にて測定した体積抵抗率の値とする。
【０１４８】
アルミニウムケイ酸塩複合体の体積平均粒子径は、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましく、０．５μｍ〜５０μｍであることがより好ましく、１μｍ〜３０μｍであることが更に好ましい。アルミニウムケイ酸塩複合体の体積平均粒子径が０．１μｍ以上であると、粉体のハンドリング性がより向上する傾向があり、１００μｍ以下であると、アルミニウムケイ酸塩複合体を含む分散液を用いて塗膜を形成する等の場合に、より均質な膜が得られる傾向がある。
【０１４９】
アルミニウムケイ酸塩複合体の体積平均粒子径は、レーザー回折法を用いて測定される。レーザー回折法は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、株式会社島津製作所、ＳＡＬＤ３０００Ｊ）を用いて行うことができる。
具体的には、アルミニウムケイ酸塩複合体を、水等の分散媒に分散させて分散液を調製する。この分散液について、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて小径側から体積累積分布曲線を描いた場合に、累積５０％となる粒子径（Ｄ５０）を体積平均粒子径として求める。
なお、本明細書中の「体積平均粒子径」については、いずれも上記方法に従って測定した値を用いる。
【０１５０】
アルミニウムケイ酸塩複合体におけるアルミニウムケイ酸塩としては、金属イオン吸着能、金属イオン選択性及び電気特性の観点から、イモゴライト、ゼオライト、アロフェン、カオリン、サポナイト、モンモリロナイト及びアタパルジャイトからなる群より選択された少なくとも１つであることが好ましい。
【０１５１】
上記の内でもイモゴライトとしては、金属イオン吸着能、金属イオン選択性及び電気特性の観点から、更に元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．３〜１．０（好ましくは０．３以上１．０未満）であって、且つ、以下の（１）〜（６）いずれか１つ又はこれらの２つ以上の特性を有するものがより好ましい。
（１）  ２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて３ｐｐｍ近辺にピークを有する。
（２）  ２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいて−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有する。
（３）  Ｘ線源としてＣｕＫα線を用いた粉末Ｘ線回折スペクトルにおいて２θ＝２６．９°及び４０．３°近辺にピークを有し、２θ＝２０°及び３５°近辺のピークを有しない。
（４）  ２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおける前記−７８ｐｐｍ近辺のピークＡに対する前記−８５ｐｐｍ近辺のピークＢの面積比率（ピークＢ／ピークＡ）が、２．０〜９．０である。
（５）  ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上である。
（６）  水分含有率が、１０質量％以下である。
【０１５２】
［アルミニウムケイ酸塩複合体の製造方法］
アルミニウムケイ酸塩複合体の製造方法は、アルミニウムケイ酸塩を得る工程と、得られたアルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する炭素付与工程とを含み、必要に応じて他の工程を含む。
【０１５３】
（アルミニウムケイ酸塩を得る工程）
アルミニウムケイ酸塩を得る工程は、炭素を付与する対象となるアルミニウムケイ酸塩を得ることができればよく、アルミニウムケイ酸塩を準備することを含む工程であってもよく、ケイ酸源とアルミニウム源とからアルミニウムケイ酸塩を製造することを含む工程であってもよい。アルミニウムケイ酸塩を製造する方法については、各種アルミニウムケイ酸塩に関して既述した方法を適用し得る。アルミニウムケイ酸塩を準備することとしては、市販品等を入手してそのまま用いることが挙げられる。
【０１５４】
（炭素付与工程）
炭素付与工程では、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する。これにより、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素が配置される。アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する方法としては、特に制限はなく、湿式混合法、乾式混合法、化学蒸着法等の方法が挙げられる。アルミニウムケイ酸塩の表面に付与される炭素の厚みを揃えやすく、かつ反応系の制御が容易で、大気圧下での処理が可能であるという点から、湿式混合法（「湿式法」ということがある）又は乾式混合法（「気相法」ということがある）が好ましい。
【０１５５】
湿式混合法の場合は、例えば、アルミニウムケイ酸塩と、炭素源を溶媒に溶解させた溶液と、を混合し、炭素源の溶液をアルミニウムケイ酸塩の表面に付着させ、必要に応じて溶媒を除去し、その後、不活性雰囲気下で熱処理することにより炭素源を炭素化させて炭素をアルミニウムケイ酸塩の表面に付与することができる。なお、炭素源が溶媒に溶解しない等の場合は、炭素源を分散媒中に分散させた分散液とすることもできる。
炭素源の溶液又は分散液における炭素源の含有率は、分散のし易さの観点から０．０１質量％〜３０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることがより好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが更に好ましい。アルミニウムケイ酸塩と炭素源との混合比（アルミニウムケイ酸塩：炭素源）としては、金属イオン吸着能と導電性との両立の観点から、質量比で１００：１〜１００：５００であることが好ましく、１００：５〜１００：３００であることがより好ましい。
【０１５６】
乾式混合法の場合は、例えば、アルミニウムケイ酸塩と炭素源とを固体同士で混合して混合物とし、この混合物を不活性雰囲気下で熱処理することにより炭素源を炭素化させて、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与することができる。なお、アルミニウムケイ酸塩と炭素源とを混合する際、力学的エネルギーを加える処理（例えば、メカノケミカル処理）を施してもよい。
アルミニウムケイ酸塩と炭素源とを固体同士で混合する際のアルミニウムケイ酸塩と炭素源との混合比（アルミニウムケイ酸塩：炭素源）としては、金属イオン吸着能と導電性の両立の観点から、質量比で１００：１〜１００：５００であることが好ましく、１００：５〜１００：３００であることがより好ましい。
【０１５７】
湿式混合法又は乾式混合法によって、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する場合、前記炭素源としては、特に制限はないが、熱処理により炭素を残し得る化合物であればよく、具体的には、フェノール樹脂、スチレン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリブチラール等の高分子化合物；エチレンヘビーエンドピッチ、石炭ピッチ、石油ピッチ、コールタールピッチ、アスファルト分解ピッチ、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等を熱分解して生成するＰＶＣピッチ、ナフタレン等を超強酸存在下で重合させて作製されるナフタレンピッチ等のピッチ；デンプン、セルロース等の多糖類などが挙げられる。これら炭素源は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０１５８】
化学蒸着法の場合は、公知の方法が適用でき、例えば、炭素源を気化させたガスを含む雰囲気中でアルミニウムケイ酸塩を熱処理することで、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与することができる。
【０１５９】
化学蒸着法によってアルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する場合、炭素源としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素、及びこれらの誘導体等のうち、気体状又は容易に気体化可能な化合物を用いることが好ましい。具体的には、メタン、エタン、プロパン、トルエン、ベンゼン、キシレン、スチレン、ナフタレン、アントラセン等の炭化水素、クレゾール等のこれらの誘導体などが挙げられる。これらの炭素源は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０１６０】
炭素源を炭素化するための熱処理温度は、炭素源が炭素化する温度であれば特に制限されず、５００℃以上であることが好ましく、６００℃以上であることがより好ましく、７００℃以上であることが更に好ましい。また、炭素を低結晶性とする観点からは、１３００℃以下であることが好ましく、１２００℃以下であることがより好ましく、１１００℃以下であることが更に好ましい。
【０１６１】
熱処理時間は、用いる炭素源の種類又はその付与量によって適宜選択され、例えば、０．１時間〜１０時間が好ましく、０．５時間〜５時間がより好ましい。
【０１６２】
なお、熱処理は、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気下で行うことが好ましい。熱処理装置は、加熱機構を有する反応装置であれば特に限定されず、連続法、回分法等での処理が可能な加熱装置などが挙げられる。具体的には、流動層反応炉、回転炉、竪型移動層反応炉、トンネル炉、バッチ炉等をその目的に応じ適宜選択することができる。
【０１６３】
熱処理により得られた熱処理物は個々の粒子が凝集している場合があるため、解砕処理することが好ましい。また、所望の平均粒子径への調整が必要な場合は更に粉砕処理を行ってもよい。
【０１６４】
また、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する別の方法としては、例えば、アルミニウムケイ酸塩の表面に付与する炭素として、ソフトカーボン、ハードカーボン等の非晶質炭素、黒鉛などの炭素質物質を用いる方法が挙げられる。この方法によれば、図１０及び図１１に示すような、炭素４０が粒子としてアルミニウムケイ酸塩５０の表面に存在するアルミニウムケイ酸塩複合体を作製することもできる。炭素質物質を用いる方法としては、上述した湿式混合法又は乾式混合法を応用することができる。
【０１６５】
湿式混合法を応用する場合は、炭素質物質の粒子と、分散媒とを混合して分散液とし、この分散液とアルミニウムケイ酸塩とを更に混合することにより、アルミニウムケイ酸塩の表面に分散液を付着させ、それを乾燥後に熱処理することで作製される。また、結着剤を用いる場合には、炭素質物質の粒子と、結着剤となる有機化合物（熱処理により炭素を残し得る化合物）と分散媒とを混合して混合物とし、この混合物とアルミニウムケイ酸塩とを更に混合することにより、アルミニウムケイ酸塩の表面に混合物を付着させ、それを乾燥後に熱処理することで、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与することもできる。前記有機化合物としては、熱処理により炭素を残し得る化合物であれば特に制限はない。また、湿式混合法を応用する場合の熱処理条件は、前記炭素源を炭素化するための熱処理条件を適用することができる。
【０１６６】
乾式混合法を応用する場合は、炭素質物質の粒子と、アルミニウムケイ酸塩とを固体同士で混合して混合物とし、この混合物に必要に応じて力学的エネルギーを加える処理（例えば、メカノケミカル処理）を行うことで作製される。なお、乾式混合法を応用する場合においても、アルミニウムケイ酸塩中にケイ素の結晶子を生成させるために、熱処理を行うことが好ましい。乾式混合法を応用する場合の熱処理条件は、前記炭素源を炭素化するための熱処理条件を適用することができる。
【０１６７】
アルミニウムケイ酸塩を製造により得る場合には、アルミニウムケイ酸塩複合体の製造方法は、アルミニウムケイ酸塩を得る工程のいずれかの段階で炭素源を供給して、アルミニウムケイ酸塩を得る際に表面に炭素を配置させて、アルミニウムケイ酸塩複合体を得る製造方法であってもよい。この製造方法では、合成又は脱塩後のアルミニウムケイ酸塩の分散液に炭素源を供給し、得られた炭素源を含有するアルミニウムケイ酸塩分散液を、炭素源を炭素化するための熱処理に供することができる。炭素源含有分散液を熱処理することにより、表面に炭素を有するアルミニウムケイ酸塩複合体が得られる。
【０１６８】
アルミニウムケイ酸塩の分散液に炭素源を供給する場合、分散液中の炭素源の含有率は、０．００５質量％〜５質量％であることが好ましく、０．０１質量％〜３質量％であることがより好ましく、０．０５質量％〜１．５質量％であることが更に好ましい。炭素源の含有率を０．００５質量％以上とすることにより、アルミニウムケイ酸塩複合体の導電性がより向上する傾向があり、５質量％以下とすることにより、アルミニウムケイ酸塩複合体の金属イオン吸着能をより有効に活用できる傾向がある。
【０１６９】
＜その他の成分＞
本発明のリチウムイオン二次電池用導電材料は、アルミニウムケイ酸塩複合体の他に、任意の成分を含むことができる。リチウムイオン二次電池用導電材料に含有可能な他の成分としては、リチウムイオン二次電池用導電材料に一般的に含有可能な成分であれば特に制限されない。リチウムイオン二次電池用導電材料に含有可能な他の成分としては、カーボンブラック、グラファイト、アセチレンブラック、導電性を示す酸化物、導電性を示す窒化物等を挙げることができる。本発明のリチウムイオン二次電池用導電材料は、スラリーとしたときの使い勝手の良さの観点から、なかでも、アセチレンブラックを含むことが好ましい。
【０１７０】
＜リチウムイオン二次電池負極形成用組成物＞
本発明のリチウムイオン二次電池負極形成用組成物は、上述のリチウムイオン二次電池用導電材料と、負極活物質と、結着剤と、を含有する。本発明のリチウムイオン二次電池負極形成用組成物は、更に、溶媒、増粘剤、導電助剤等を含有してもよい。
【０１７１】
リチウムイオン二次電池負極形成用組成物中のアルミニウムケイ酸塩複合体の含有率は、特に限定されず、例えば、必要に応じて用いられる溶媒を除いたリチウムイオン二次電池負極形成用組成物の全量に対して、０．１質量％〜３０質量％とすることができ、０．３質量％〜２０質量％とすることが好ましく、０．５質量％〜１０質量％とすることがより好ましい。
【０１７２】
負極活物質としては、リチウムイオン二次電池用負極に用いられる通常のものを適用することができる。負極活物質としては、リチウムイオンをドーピング又はインターカレーション可能な炭素材料、金属化合物、金属酸化物、金属硫化物、導電性高分子材料等を挙げることができ、天然黒鉛、人造黒鉛、ケイ素、チタン酸リチウム等が挙げられる。負極活物質は、これらを１種単独で使用し、又は２種以上を併用することができる。
【０１７３】
結着剤としては、特に限定されず、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等のエチレン性不飽和カルボン酸エステルと、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸とを共重合して得られる（メタ）アクリル共重合体；ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド、ポリエピクロルヒドリン、ポリホスファゼン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミドイミド等の高分子化合物などが挙げられる。なお、「（メタ）アクリレート」とは、「アクリレート」及びそれに対応する「メタクリレート」を意味する。「（メタ）アクリル共重合体」等の他の類似の表現においても同様である。
【０１７４】
溶媒としては、特に制限はなく、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン等を用いることができる。
【０１７５】
増粘剤としては、特に制限はなく、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸（塩）、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン等を用いることができる。
【０１７６】
導電助剤としては、特に制限はなく、カーボンブラック、アセチレンブラック、導電性を示す酸化物、導電性を示す窒化物等を用いることができる。これらの導電助剤は１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０１７７】
＜リチウムイオン二次電池正極形成用組成物＞
本発明のリチウムイオン二次電池正極形成用組成物は、上述のリチウムイオン二次電池用導電材料と、正極活物質と、結着剤と、を含有する。本発明のリチウムイオン二次電池正極形成用組成物は、更に、溶媒、増粘剤、導電助剤等を含有してもよい。
【０１７８】
リチウムイオン二次電池正極形成用組成物中のアルミニウムケイ酸塩複合体の含有率は、特に限定されず、例えば、必要に応じて用いられる溶媒を除いたリチウムイオン二次電池正極形成用組成物の全量に対して、０．１質量％〜３０質量％とすることができ、０．３質量％〜２０質量％とすることが好ましく、０．５質量％〜１０質量％とすることがより好ましい。
【０１７９】
正極活物質としては、リチウムイオン二次電池用正極に用いられる通常のものを適用することができる。正極活物質は、リチウムイオンをドーピング又はインターカレーション可能な化合物であればよく、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２）及びニッケルマンガンコバルト酸リチウム（Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２）が挙げられる。
【０１８０】
リチウムイオン二次電池正極形成用組成物における結着剤としては、リチウムイオン二次電池負極形成用組成物で説明した結着剤を挙げることができる。リチウムイオン二次電池正極形成用組成物に任意で含有する溶媒、増粘剤及び導電助剤についても、リチウムイオン二次電池負極形成用組成物で説明したものを挙げることができる。
【０１８１】
＜リチウムイオン二次電池用負極＞
本発明のリチウムイオン二次電池用負極（以下「負極」と略称する場合がある）は、集電体と、前記集電体上に設けられ上述のリチウムイオン二次電池用導電材料及び負極活物質を含有する負極層と、を有する。
例えば、本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、前述のリチウムイオン二次電池負極形成用組成物を調製し、このリチウムイオン二次電池負極形成用組成物を集電体に付与した後、任意で含まれる溶媒を除去し、加圧成形して負極層を形成することにより得られる。一般に、リチウムイオン二次電池負極形成用組成物は、混練後、シート状、ペレット状等の形状に成形される。
尚、リチウムイオン二次電池負極形成用組成物を用いて本発明のリチウムイオン二次電池用負極が製造された場合、負極層には結着剤が含有される。
【０１８２】
集電体の材質は、特に限定されず、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、ステンレス鋼、ポーラスメタル（発泡メタル）及びカーボンペーパーが挙げられる。集電体の形状は、特に限定されず、例えば、箔状、穴開け箔状及びメッシュ状が挙げられる。
【０１８３】
リチウムイオン二次電池負極形成用組成物を集電体に付与する方法としては、特に限定されず、例えば、メタルマスク印刷法、静電塗装法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ドクターブレード法、グラビアコート法及びスクリーン印刷法が挙げられる。付与後は、必要に応じて平板プレス、カレンダーロール等による加圧処理を行うことが好ましい。また、シート状、ペレット状等の形状に成形されたリチウムイオン二次電池負極形成用組成物と集電体との一体化は、例えば、ロールによる一体化、プレスによる一体化及びこれらの組み合わせによる一体化により行うことができる。
【０１８４】
集電体上に形成された負極層又は集電体と一体化した負極層は、用いた結着剤に応じて熱処理することが好ましい。例えば、ポリアクリロニトリルを主骨格とした結着剤を用いる場合は、１００℃〜１８０℃で熱処理することが好ましく、ポリイミド又はポリアミドイミドを主骨格とした結着剤を用いる場合には、１５０℃〜４５０℃で熱処理することが好ましい。この熱処理により必要に応じて用いられる溶媒の除去及び結着剤の硬化による高強度化が進み、負極材料間の密着性及び負極材料と集電体との間の密着性が高まる傾向にある。なお、これらの熱処理は、処理中の集電体の酸化を防ぐため、ヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性雰囲気又は真空雰囲気で行うことが好ましい。
【０１８５】
また、熱処理する前に、負極はプレス（加圧処理）しておくことが好ましい。加圧処理することで電極密度を調整することができる。本発明のリチウムイオン二次電池用負極では、電極密度が１．４ｇ／ｃｍ３〜１．９ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、１．５ｇ／ｃｍ３〜１．８５ｇ／ｃｍ３であることがより好ましく、１．６ｇ／ｃｍ３〜１．８ｇ／ｃｍ３であることが更に好ましい。電極密度については、その値が高いほど負極の体積容量が向上する傾向があり、また、負極材料間の密着性及び負極材料と集電体との間の密着性が向上する傾向がある。
【０１８６】
＜リチウムイオン二次電池用正極＞
本発明のリチウムイオン二次電池用正極（以下「正極」と略称する場合がある）は、集電体と、前記集電体上に設けられ上述のリチウムイオン二次電池用導電材料及び正極活物質を含有する正極層と、を有する。
リチウムイオン二次電池用正極における集電体としては、リチウムイオン二次電池用負極で説明した集電体を挙げることができる。リチウムイオン二次電池用正極は、前述のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法において、リチウムイオン二次電池負極形成用組成物をリチウムイオン二次電池正極形成用組成物に置き換えることにより、同様の方法で製造することができる。
【０１８７】
＜リチウムイオン二次電池＞
本発明のリチウムイオン二次電池は、上述のリチウムイオン二次電池用負極及び上述のリチウムイオン二次電池用正極のうち少なくとも一方を備える。上述のリチウムイオン二次電池用負極以外の負極を用いる場合には、リチウムイオン二次電池に用いられる通常の負極を適用することができる。また、上述のリチウムイオン二次電池用正極以外の正極を用いる場合には、リチウムイオン二次電池に用いられる通常の正極を適用することができる。
負極と正極とは、例えば、セパレータを介して対向して配置し、電解質を含む電解液を注入することにより、リチウムイオン二次電池とすることができる。
【０１８８】
電解液は、特に制限されず、公知のものを用いることができる。例えば、電解液として、有機溶剤に電解質を溶解させた溶液を用いることにより、非水系リチウムイオン二次電池を製造することができる。
【０１８９】
前記電解質としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣｌ及びＬｉＩが挙げられる。
【０１９０】
セパレータは、公知の各種セパレータを用いることができる。具体的には、紙製セパレータ、ポリプロピレン製セパレータ、ポリエチレン製セパレータ、ガラス繊維製セパレータ等が挙げられる。
【０１９１】
リチウムイオン二次電池の製造方法としては、例えば、まず正極と負極の２つの電極を、セパレータを介して捲回する。得られたスパイラル状の捲回群を電池缶に挿入し、予め負極の集電体に溶接しておいたタブ端子を電池缶底に溶接する。得られた電池缶に電解液を注入し、更に予め正極の集電体に溶接しておいたタブ端子を電池の蓋に溶接し、蓋を絶縁性のガスケットを介して電池缶の上部に配置し、蓋と電池缶とが接した部分をかしめて密閉することによって電池を得る。
【０１９２】
本発明のリチウムイオン二次電池の形態は、特に限定されないが、ペーパー型電池、ボタン型電池、コイン型電池、積層型電池、円筒型電池、角型電池等のリチウムイオン二次電池が挙げられる。
【実施例】
【０１９３】
次に、実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１９４】
−アルミニウムケイ酸塩の製造１−
［製造例１］
濃度：７００ｍｍｏｌ／Ｌの塩化アルミニウム水溶液（５００ｍＬ）に、濃度：３５０ｍｍｏｌ／Ｌのオルトケイ酸ナトリウム水溶液（５００ｍＬ）を加え、３０分間攪拌した。この溶液に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を３３０ｍＬ加え、ｐＨを６．１に調整した。
【０１９５】
ｐＨを調整した溶液を３０分間攪拌後、遠心分離装置として株式会社トミー精工：Ｓｕｐｒｅｍａ２３及びスタンダードロータＮＡ−１６を用い、回転速度：３，０００回転／分で、５分間の遠心分離を行った。遠心分離後、上澄み溶液を排出し、ゲル状沈殿物を純水に再分散させ、遠心分離前の容積に戻した。このような遠心分離による脱塩処理を３回行った。
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散し、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で、電気伝導率を測定したところ、１．３Ｓ／ｍであった。
【０１９６】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの塩酸を１３５ｍＬ加えてｐＨを３．５に調整し、３０分間攪拌した。このときの溶液中のケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度を、ＩＣＰ発光分光装置（Ｐ−４０１０、株式会社日立製作所）を用いて、常法により測定したところ、ケイ素原子の濃度は２１３ｍｍｏｌ／Ｌ、アルミニウム原子の濃度は４２６ｍｍｏｌ／Ｌであった。
次に、この溶液を乾燥器に入れ、９８℃で４８時間（２日間）加熱した。
【０１９７】
加熱後の溶液（アルミニウムケイ酸塩濃度：４７ｇ／Ｌ）に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を１８８ｍＬ添加し、ｐＨを９．１に調整した。ｐＨの調整を行うことにより溶液中のアルミニウムケイ酸塩を凝集させ、上記と同様の遠心分離によってこの凝集体を沈殿させ、次いで上澄み液を排出した。上澄み液を排出した後の沈殿物に純水を添加して遠心分離前と同じ容積に戻すという脱塩処理を３回行った。
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散し、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で電気伝導率を測定したところ、０．６Ｓ／ｍであった。
【０１９８】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、６０℃で１６時間乾燥して３０ｇの粉末を得た。この粉末を試料Ａとした。試料Ａは、後述の２７Ａｌ−ＮＭＲ、２９Ｓｉ−ＮＭＲ、ＩＣＰ発光分光分析、及び粉末Ｘ線回折により確認した結果、イモゴライトであることが確認された。
【０１９９】
＜ＢＥＴ比表面積、全細孔容積、平均細孔直径＞
試料ＡのＢＥＴ比表面積、全細孔容積、及び平均細孔直径を、窒素吸着能に基づいて測定した。評価装置には、窒素吸着測定装置（ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１、ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社）を用いた。これらの測定を行う際には、後述する試料の前処理を行った後、評価温度を７７Ｋとし、評価圧力範囲を相対圧（飽和蒸気圧に対する平衡圧力）にて１未満としている。
【０２００】
前処理として、０．０５ｇの試料Ａを投入した測定用セルに、真空ポンプで脱気及び加熱を自動制御で行った。この処理の詳細条件は、１０Ｐａ以下に減圧した後、１１０℃で加熱し、３時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温（２５℃）まで自然冷却するという設定とした。
【０２０１】
評価の結果、試料ＡのＢＥＴ比表面積は３６３ｍ２／ｇ、体積平均粒子径は５μｍ、全細孔容積は０．２２ｃｍ３／ｇ、そして平均細孔直径は２．４ｎｍであった。
【０２０２】
＜体積平均粒子径＞
試料Ａの体積平均粒子径を以下の方法によって測定したところ、体積平均粒子径は５．０μｍであった。
測定試料（５ｍｇ）を界面活性剤（エソミンＴ／１５、ライオン株式会社）０．０１質量％水溶液中に入れ、振動攪拌機で分散した。得られた分散液をレーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ３０００Ｊ、株式会社島津製作所）の試料水槽に入れ、超音波をかけながらポンプで循環させ、レーザー回折式で測定した。測定条件は下記の通りとした。得られた粒度分布の体積累積５０％粒径（Ｄ５０％）を体積平均粒子径とした。以下、実施例において、体積平均粒子径の測定は同様にして行った。
・光源：赤色半導体レーザー（６９０ｎｍ）
・吸光度：０．１０〜０．１５
・屈折率：２．００−０．２０ｉ
【０２０３】
＜２７Ａｌ−ＮＭＲ＞
２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルの測定装置として、核磁気共鳴分光装置（ＡＶ４００ＷＢ型、ブルカー・バイオスピン株式会社）を用い、下記条件で測定を行った。
【０２０４】
共鳴周波数：１０４ＭＨｚ
測定方法：ＭＡＳ（シングルパルス）
ＭＡＳ回転数：１０ｋＨｚ
測定領域：５２ｋＨｚ
データポイント数：４０９６
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（測定領域／データポイント数）：１２．７Ｈｚ
パルス幅：３．０μｓｅｃ
遅延時間：２ｓｅｃ
化学シフト値基準：α−アルミナを３．９４ｐｐｍ
ｗｉｎｄｏｗ関数：指数関数
Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ係数：１０Ｈｚ
【０２０５】
図１に試料Ａの２７Ａｌ−ＮＭＲのスペクトルを示す。図１に示されるように、３ｐｐｍ近辺にピークを有していた。また５５ｐｐｍ近辺に若干のピークが見られた。３ｐｐｍ近辺のピークに対する、５５ｐｐｍ付近のピークの面積比率（５５ｐｐｍ付近のピーク／３ｐｐｍ近辺のピーク）は、１５％であった。
【０２０６】
＜２９Ｓｉ−ＮＭＲ＞
２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定装置としては、核磁気共鳴分光装置（ＡＶ４００ＷＢ型、ブルカー・バイオスピン株式会社）を用い、下記条件で測定を行った。
【０２０７】
共鳴周波数：７９．５ＭＨｚ
測定方法：ＭＡＳ（シングルパルス）
ＭＡＳ回転数：６ｋＨｚ
測定領域：２４ｋＨｚ
データポイント数：２０４８
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（測定領域／データポイント数）：５．８Ｈｚ
パルス幅：４．７μｓｅｃ
遅延時間：６００ｓｅｃ
化学シフト値基準：ＴＭＳＰ−ｄ４（３−（トリメチルシリル）（２，２，３，３−２Ｈ４）プロピオン酸ナトリウム）を１．５２ｐｐｍ
ｗｉｎｄｏｗ関数：指数関数
Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ係数：５０Ｈｚ
【０２０８】
図２に試料Ａの２９Ｓｉ−ＮＭＲのスペクトルを示す。図２に示されるように、−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有していた。−７８ｐｐｍ及び−８５ｐｐｍ近辺のピークの面積を上記方法により測定した。その結果、−７８ｐｐｍのピークＡの面積を１．００としたとき、−８５ｐｐｍのピークＢの面積は２．６１であった。
【０２０９】
＜元素モル比Ｓｉ／Ａｌ＞
常法のＩＣＰ発光分光分析（ＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０、株式会社日立製作所）から求めたＳｉ及びＡｌの元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．５であった。
【０２１０】
＜粉末Ｘ線回折＞
粉末Ｘ線回折は、株式会社リガク：Ｇｅｉｇｅｒｆｌｅｘ  ＲＡＤ−２Ｘ（製品名）を用い、Ｘ線源として波長０．１５４１８ｎｍのＣｕＫα線を用いて行なった。図３に、試料Ａの粉末Ｘ線回折のスペクトルを示す。２θ＝２６．９°近辺、そして４０．３°近辺にブロードなピークが観測された。また２θ＝１８．８°、２０．３°、２７．８°、４０．６°及び５３．３°近辺にシャープなピークが観測された。また、２θ＝２０°及び３５°近辺にはブロードなピークは観測されなかった。
【０２１１】
＜透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真観察＞
図４に、試料Ａを１００，０００倍で観察したときの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。なお、ＴＥＭ観察は、透過型電子顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ、Ｈ−７１００ＦＡ型）を用いて、１００ｋＶの加速電圧で行なった。また、ＴＥＭ観察対象の試料Ａは以下のようにして調製した。すなわち、最終の脱塩処理工程前の、加熱後の溶液（アルミニウムケイ酸塩濃度４７ｇ／Ｌ）を純水で１０倍に希釈し、超音波照射処理を５分間行ったものをＴＥＭ観察試料調製用の支持体上に滴下し、次いで自然乾燥して薄膜とすることで調製した。
図４に示されるように、試料Ａでは長さ５０ｎｍ以上の管状物は存在していなかった。
【０２１２】
＜水分含有率＞
試料Ａの水分含有率を、大気圧下、１２０℃で加熱し、６時間保持した後、カールフィッシャー法にて測定した結果、３質量％であった。
【０２１３】
＜水中での金属イオン吸着能１＞
試料Ａの金属イオン吸着能評価を、ＩＣＰ発光分光分析（ＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０、株式会社日立製作所）によって行った。
金属イオン吸着能の評価にあたり、まず、Ｎｉ２＋、Ｍｎ２＋又はＬｉ＋について、各々の金属硫酸塩及び純水を用いて１００ｐｐｍの金属イオン溶液を調製した。その金属イオン溶液に対し、最終濃度が１．０質量％となるように試料Ａを添加し、充分混合した後、静置した。そして、試料Ａの添加前後の各々の金属イオン濃度をＩＣＰ発光分光分析にて測定した。結果を表１に示す。
【０２１４】
金属イオン吸着能について、試料Ａ添加後の濃度はＮｉ２＋が５ｐｐｍ未満、Ｍｎ２＋が１０ｐｐｍとなった。これに対して、Ｌｉ＋は９０ｐｐｍと殆ど吸着されていなかった。したがって、試料Ａは、Ｎｉ２＋及びＭｎ２＋を吸着するが、Ｌｉ＋は殆ど吸着しないため、ニッケルイオン及びマンガンイオンが不要な金属イオンとなりうるリチウムイオン二次電池において、短絡をより抑えることができる。
【０２１５】
また、参照として、以下の試料Ｂ及び試料Ｃを用意し、それぞれ金属イオン吸着能を評価した。
市販品の活性炭（和光純薬工業株式会社、活性炭、破砕状、粒径２ｍｍ〜５ｍｍ）を試料Ｂとした。水中での金属イオン吸着能について、試料Ｂ添加後の濃度はＮｉ２＋が５０ｐｐｍ、Ｍｎ２＋が６０ｐｐｍ、Ｌｉ＋が１００ｐｐｍとなった。結果を表１に示す。
【０２１６】
市販品のシリカゲル（和光純薬工業株式会社、小粒状（白色））を試料Ｃとした。水中での金属イオン吸着能について、試料Ｃ添加後の濃度はＮｉ２＋が１００ｐｐｍ、Ｍｎ２＋が１００ｐｐｍ、Ｌｉ＋が８０ｐｐｍとなった。結果を表１に示す。
【０２１７】
【表１】
2019071290.tif 000002
【０２１８】
＜水中での金属イオン吸着能２＞
製造例１で作製した試料Ａを用い、試料Ａの添加量を表２に示すように変更した以外は「水中での金属イオン吸着能１」で説明した方法で、水中での金属イオン吸着能を評価した。その結果を表２に示す。
【０２１９】
【表２】
2019071290.tif 000003
【０２２０】
表２に示されるように、試料Ａを０．５質量％添加すると、マンガンイオン濃度が半減した。そして、試料Ａを２．０質量％添加したときには、マンガンイオンが９５％捕捉された。
【０２２１】
＜水中での金属イオン吸着能３＞
製造例１で作製した試料Ａを用い、金属イオン種をＣｕ２＋に、また金属イオン調整濃度を４００ｐｐｍに代えた以外は「水中での金属イオン吸着能１」で説明した方法で、水中での金属イオン吸着能を評価した。このときのｐＨは５．１であった。試料Ａ添加後の濃度はＣｕ２＋が１６０ｐｐｍとなった。
【０２２２】
［製造例２］
濃度：１８０ｍｍｏｌ／Ｌの塩化アルミニウム水溶液（５００ｍＬ）に、濃度：７４ｍｍｏｌ／Ｌのオルトケイ酸ナトリウム水溶液（５００ｍＬ）を加え、３０分間攪拌した。この溶液に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を９３ｍＬ加え、ｐＨを７．０に調整した。
【０２２３】
ｐＨを調整した溶液を３０分間攪拌後、遠心分離装置として株式会社トミー精工：Ｓｕｐｒｅｍａ２３及びスタンダードロータＮＡ−１６を用い、回転速度：３，０００回転／分で、５分間の遠心分離を行った。遠心分離後、上澄み溶液を排出し、ゲル状沈殿物を純水に再分散させ、遠心分離前と同じ容積に戻した。このような遠心分離による脱塩処理を３回行った。
【０２２４】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように調整し、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で、電気伝導率を測定したところ、１．３Ｓ／ｍであった。
【０２２５】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物に純水を加え、容積を１２Ｌとした。その溶液に濃度：１ｍｏｌ／Ｌの塩酸を６０ｍＬ加えてｐＨを４．０に調整し、３０分間攪拌した。このときの溶液中のケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度をＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０（株式会社日立製作所）を用いて測定したところ、ケイ素原子濃度は２ｍｍｏｌ／Ｌであり、アルミニウム原子濃度は４ｍｍｏｌ／Ｌであった。
次に、この溶液を乾燥器に入れ、９８℃で９６時間（４日間）加熱した。
【０２２６】
加熱後の溶液（アルミニウムケイ酸塩濃度：０．４ｇ／Ｌ）に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を６０ｍＬ添加し、ｐＨを９．０に調整した。ｐＨの調整を行うことにより溶液を凝集させ、第一洗浄工程と同様の遠心分離でこの凝集体を沈殿させることで、上澄み液を排出した。これに純水を添加して遠心分離前と同じ容積に戻すという脱塩処理を３回行った。
【０２２７】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように調整し、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で電気伝導率を測定したところ、０．６Ｓ／ｍであった。
【０２２８】
脱塩処理後に得たゲル状沈殿物を、６０℃で７２時間（３日間）乾燥して４．８ｇの粉末を得た。この粉末を試料Ｄとした。
【０２２９】
＜２７Ａｌ−ＮＭＲ＞
図１に試料Ｄの２７Ａｌ−ＮＭＲのスペクトルを示す。図１に示すように、３ｐｐｍ近辺にピークを有していた。また５５ｐｐｍ近辺に若干のピークが見られた。３ｐｐｍ近辺のピークに対する、５５ｐｐｍ近辺のピークの面積比率は、４％であった。
【０２３０】
＜２９Ｓｉ−ＮＭＲ＞
図２に試料Ｄの２９Ｓｉ−ＮＭＲのスペクトルを示す。図２に示されるように、−７８ｐｐｍ及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有していた。−７８ｐｐｍ及び−８５ｐｐｍ近辺のピークの面積を上記方法により測定した。その結果、−７８ｐｐｍ近辺のピークＡの面積を１．００としたとき、−８５ｐｐｍ近辺のピークＢの面積は０．４４であった。
【０２３１】
＜元素モル比Ｓｉ／Ａｌ＞
常法のＩＣＰ発光分光分析（ＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０（株式会社日立製作所））から求めた試料ＤのＳｉ及びＡｌの元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．５であった。
【０２３２】
＜粉末Ｘ線回折＞
製造例１と同様の方法で、試料Ｄの粉末Ｘ線回折を行った。図３に、試料Ｄの粉末Ｘ線回折のスペクトルを示す。２θ＝４．８°、９．７°、１４．０°、１８．３°、２７．３°及び４０．８°近辺にブロードなピークを有していた。また、２θ＝２０°及び３５°近辺にはブロードなピークは観測されなかった。
【０２３３】
＜ＢＥＴ比表面積、全細孔容積、及び平均細孔直径＞
製造例１と同様の方法で、試料ＤのＢＥＴ比表面積、全細孔容積、及び平均細孔直径を、窒素吸着能に基づいて測定した。
評価の結果、試料ＤのＢＥＴ比表面積は３２３ｍ２／ｇ、全細孔容積は０．２２ｃｍ３／ｇ、そして平均細孔直径は２．７ｎｍとなった。
【０２３４】
＜体積平均粒子径＞
製造例１と同様の方法で、試料Ｄの体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は５．０μｍであった。
【０２３５】
＜透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真観察＞
図５に、試料Ｄを製造例１と同様の方法により１００，０００倍で観察したときの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。図５に示されるように管状物が生成しており、管状物１０ａの管部長さ方向の長さは、１０ｎｍ〜１０μｍ程度であり、外径は１．５ｎｍ〜３．０ｎｍ程度であり、内径は０．７ｎｍ〜１．４ｎｍ程度であった。
【０２３６】
＜水分含有率＞
試料Ｄの水分含有率を、大気圧下、１２０℃で加熱し、６時間保持した後、カールフィッシャー法にて測定した結果、３質量％であった。
【０２３７】
＜水中での金属イオン吸着能＞
製造例１と同様の方法で、試料Ｄの水中でのＭｎ２＋イオン吸着能を評価したところ、試料Ｄは試料Ａと同様の金属イオン吸着能を示した。
【０２３８】
［実施例１］
上記の試料Ａを用いて、アルミニウムケイ酸塩複合体としてのイモゴライト複合体Ａを以下のようにして製造した。
試料Ａとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをイモゴライト複合体Ａとした。
得られたイモゴライト複合体Ａの炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたイモゴライト複合体ＡのＲ値を、以下の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、イモゴライト複合体Ａの表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２３９】
Ｒ値の測定には、ラマンスペクトル測定装置（日本分光株式会社、ＮＳＲ−１０００型）を用い、得られたスペクトルは下記範囲をベースラインとした。測定条件は、下記の通りとした。
・レーザー波長：５３２ｎｍ
・照射強度：１．５ｍＷ（レーザーパワーモニターでの測定値）
・照射時間：６０秒・照射面積：４μｍ２
・測定範囲：８３０ｃｍ−１〜１９４０ｃｍ−１
・ベースライン：１０５０ｃｍ−１〜１７５０ｃｍ−１
【０２４０】
なお、得られたスペクトルの波数は、基準物質インデン（和光純薬工業株式会社、和光一級）を前記と同一条件で測定して得られる各ピークの波数と、インデンの各ピークの波数理論値との差から求めた検量線を用いて補正した。
補正後に得られたラマンスペクトルの中で、１３６０ｃｍ−１付近に現れるピークの強度をＩｄ、１５８０ｃｍ−１付近に現れるピークの強度をＩｇとし、その両ピークの強度比Ｉｄ／Ｉｇ（Ｄ／Ｇ）をＲ値として求めた。
【０２４１】
マッピングは、Ｒ値の測定で用いたものと同一のラマンスペクトル測定装置を使用し、同一の条件で行った。
【０２４２】
製造例１と同様の方法で、イモゴライト複合体ＡのＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、イモゴライト複合体ＡのＢＥＴ比表面積は１０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、イモゴライト複合体Ａの体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は５．０μｍであった。
【０２４３】
［実施例２］
上記の試料Ａを用いて、アルミニウムケイ酸塩複合体としてのイモゴライト複合体Ｂを以下のようにして製造した。
アルミニウムケイ酸塩と炭素源との混合質量比が１００：７０となるように、１質量％のポリビニルアルコール水溶液に試料Ａを分散させ１２０℃で乾燥した。乾燥後の固体を粉砕して、窒素雰囲気下、８５０℃にて１時間焼成した。これをイモゴライト複合体Ｂとした。得られたイモゴライト複合体Ｂの炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたイモゴライト複合体ＢのＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、イモゴライト複合体Ｂの表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２４４】
製造例１と同様の方法で、イモゴライト複合体ＢのＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、イモゴライト複合体ＢのＢＥＴ比表面積は１０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、イモゴライト複合体Ｂの体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は３０．０μｍであった。
【０２４５】
得られたイモゴライト複合体Ｂをエポキシ樹脂に埋め込み、硬化して成形加工した後、機械的に研磨してイモゴライト複合体Ｂの内部を露出させ、内部にあたる部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）にて炭素の存在の有無を調べた。その結果、イモゴライト複合体Ｂの粒子の内部に炭素が存在していることが確認された。尚、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）も分析可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）として、高分解能分析走査電子顕微鏡（製品名：ＳＵ−７０、株式会社日立ハイテクノロジーズ）を用いた。
【０２４６】
［評価１］
イモゴライト複合体Ａ及びＢに対して以下の評価を行った。なお、比較対照として、炭素被覆前の試料Ａと、試料Ａに対して窒素雰囲気下で８５０℃１時間の熱処理を行って得られた焼成物Ａを用いた。製造例１と同様の方法で、焼成物ＡのＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、焼成物ＡのＢＥＴ比表面積は５ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、焼成物Ａの体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は５．０μｍであった。
また、粉体抵抗率、導電率、金属吸着能、及び充放電特性については、比較対照として、更にアセチレンブラック（ＨＳ−１００、電気化学工業株式会社）を用いた。このアセチレンブラックの体積平均粒子径及びＢＥＴ比表面積を上記方法で測定したところ、それぞれ、２．０μｍ及び３８ｍ２／ｇであった。
【０２４７】
（１）  粉末Ｘ線回折
イモゴライト複合体Ａ及びＢと、炭素被覆前の試料Ａ、並びに、焼成物Ａについて、製造例１に対して記載した条件と同一の条件で粉末Ｘ線回折を行った。その結果を図１２に示す。図１２において、黒丸は非晶質アルミニウムケイ酸塩を示すピーク、黒三角はバイヤライト構造を示すピーク、黒四角はムライト構造を示すピークを、それぞれ表す。
図１２に示されるように、イモゴライト複合体Ａ及びＢは、いずれもムライト構造を示すピークは確認できず、非晶質アルミニウムケイ酸塩由来の構造が維持されていることがわかった。
これに対して、焼成物Ａでは、バイヤライト構造及び非晶質アルミニウムケイ酸塩の構造を示すピークが確認できず、ムライト構造を有するものであり、非晶質アルミニウムケイ酸塩由来の構造を有していないことがわかった。
【０２４８】
（２）  粉体抵抗率及び導電率
粉体抵抗率及び導電率は、表３に示す各試料３ｇを秤取り、粉体抵抗測定システム（ロレスターＧＰ、三菱化学アナリテック株式会社）を用いて、３８４２Ｎ／ｃｍ２（３８２ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力を加えた状態にて測定した。尚、試料として用いたゼオライト、アロフェン、カオリン、サポナイト、モンモリロナイト及びアタパルジャイトは、後述の実施例３〜８で使用した原料を示し、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体は、後述の実施例３〜８で製造されたものを示す。
それぞれの結果を表３に示す。
【０２４９】
【表３】
2019071290.tif 000004
【０２５０】
表３に示されるように、表面に炭素を有していない試料Ａと比較すると、イモゴライト複合体Ａ及びＢは、共に導電率が比較的に高いことがわかる。
また、ゼオライト、アロフェン、カオリン及びサポナイトにおいても、それぞれ表面に炭素を有するゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体の方が、いずれも粉体抵抗率が低く、導電率が高くなっていることが分かる。
【０２５１】
（３）  電解液中での金属（Ｍｎ）イオン吸着能
イモゴライト複合体Ａ及びＢ、炭素被覆前の試料Ａ、焼成物Ａ、並びにアセチレンブラックについて、以下のように、電解液中での金属（Ｍｎ）イオン吸着能を評価した。
１ＭのＬｉＰＦ６と、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比１：１：１の比率で含む電解液を調製し、これにＭｎ（ＢＦ４）２を溶解して、５００ｐｐｍのＭｎ溶液を調製した。このＭｎ溶液に各試料を０．０５ｇ添加して３０分間攪拌した後、室温（２５℃）にて一晩静置させた。その後、上澄み液を０．４５μｍのフィルタを用いて濾過し、ＩＣＰ発光分光装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を用いてＭｎイオンの吸着量を測定した。結果を図１３に示す。
図１３に示すように、イモゴライト複合体Ａ及びＢは共に、アセチレンブラック及び焼成物Ａと比較して良好な金属イオン吸着能を有することがわかった。
【０２５２】
（４）充放電特性
それぞれ９０質量部の、試料Ａ、焼成物Ａ、イモゴライト複合体Ａ、イモゴライト複合体Ｂ又はアセチレンブラックに対して、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０質量部を添加して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いて混練して、スラリーを得た。得られたスラリーを銅箔上に塗布し、１０５℃で３０分乾燥後、プレスを行い、電極を得た。得られた電極を負極とし、対極である金属リチウムとを２０μｍのポリプロピレン製セパレータを介して対向させ、電解液を注入することによりコインセル（ハーフセル）を作製した。電解液はエチルカーボネートとメチルエチルカーボネートの混合溶媒（体積比３対７）に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ、ビニレンカーボネートを０．５質量％の濃度になるように溶解させたものを使用した。
【０２５３】
各々のセルは２５℃の恒温槽内に入れ、充放電試験を行った。充電は、０．１ｍＡの電流で０．００５Ｖまで充電後、０．００５Ｖの電圧で電流値が０．０１ｍＡになるまでＬｉを作用極に挿入させることにより行った。また放電は、０．１ｍＡの電流で１．５Ｖの電圧値まで作用極に対してＬｉを放出させることにより行った。放電容量と充放電効率は、初回充放電試験の結果とした。
【０２５４】
結果を図１４及び図１５に示す。図１４において実線は試料Ａ、点線は焼成物Ａをそれぞれ示し、図１５において実線はイモゴライト複合体Ａ、破線はイモゴライト複合体Ｂ、点線はアセチレンブラックをそれぞれ示す。
図１４及び図１５に示されるように、試料Ａ、焼成物Ａの初回放電容量は０．３ｍＡｈ／ｇ〜０．４ｍＡｈ／ｇであるのに対し、気相法又は湿式法にて炭素被覆したイモゴライト複合体Ａ及びイモゴライト複合体Ｂは、２２０ｍＡｈ／ｇ〜２８０ｍＡｈ／ｇの初回放電容量を有し、アセチレンブラックの２０５ｍＡｈ／ｇと比較して同等以上の性能を有することが分かった。
【０２５５】
（５）保存試験
（負極への添加）
５質量部のイモゴライト複合体Ａに対して、アセチレンブラックを１質量部、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を３質量部、及び黒鉛を９１質量部添加して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いて混練して、スラリーを得た。得られたスラリーを用いて銅箔上に塗布し、１０５℃で３０分乾燥後、プレスを行い、負極Ａを得た。比較として、アセチレンブラックを１質量部、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を３質量部、及び黒鉛を９６質量部添加して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いて混練して、得たスラリーを用いて同様の手法で負極Ｘを得た。
【０２５６】
アセチレンブラックを８質量部、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を６質量部、スピネルマンガン（マンガン酸リチウム）を８６質量部、混合して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いて混練して、スラリーを得た。得られたスラリーを用いてアルミ箔上に塗布し、１０５℃で３０分乾燥後、プレスを行い、正極Ｘを得た。
【０２５７】
前記の負極Ａ又は負極Ｘと正極Ｘとをそれぞれ１３０℃にて６時間真空乾燥後、２０μｍのポリプロピレン製セパレータを介して負極と正極を対向させ、電解液を注入することによりコインセルを作製した。電解液はエチルカーボネートとメチルエチルカーボネートの混合溶媒（体積比３対７）に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ、ビニレンカーボネートを０．５質量％の濃度になるように溶解させたものを使用した。負極Ａと正極Ｘとを用いて作製したコインセルをセルＡ−１とした。また、上記方法と同様にして、但し、負極Ｘと正極Ｘとを用いて標準セルを作製した。
【０２５８】
（正極への添加）
イモゴライト複合体Ａの３質量部に対して、アセチレンブラックを５質量部、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を６質量部、及びスピネルマンガン（マンガン酸リチウム）を８６質量部、添加して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いて混練して、スラリーを得た。得られたスラリーを用いてアルミ箔上に塗布し、１０５℃で３０分乾燥後、プレスを行い、正極Ａを得た。比較として、前記正極Ｘを用いた。なお、負極として前記負極Ｘを用いた。
前記の負極と正極をそれぞれ１３０℃にて６時間真空乾燥後、２０μｍのポリプロピレン製セパレータを介して対向させ、電解液を注入することによりコインセルを作製した。電解液はエチルカーボネートとメチルエチルカーボネートの混合溶媒（体積比３対７）に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ、ビニレンカーボネートを０．５質量％の濃度になるように溶解させたものを使用した。正極Ａと負極Ｘとを用いて作製したコインセルをセルＣ−１とした。
【０２５９】
（保存条件）
セルＡ−１、セルＣ−１及び標準セルのそれぞれに対して、２５℃の恒温槽内に入れた後、電圧が４．２Ｖ、電流が０．４６ｍＡの定電流定電圧充電にて０．００４６Ｖまで充電し、その後、０．４６ｍＡの電流で２．７Ｖとなるまで放電した。次に、各セルに対して、電圧が４．２Ｖ、電流が０．４６ｍＡの定電流定電圧充電にて０．００４６Ｖまで充電し、充電容量（放置前の初回充電容量）を得た。充電後の各セルを６０℃の恒温槽内に入れ、７日間静置した。静置後の各セルに対して、０．４６ｍＡの電流で２．７Ｖとなるまで放電させて、放電容量（７日間放置後の初回放電容量）を得た。（７日間放置後の初回放電容量）／（放置前の初回充電容量）を容量維持率とした。各々のセルの容量維持率を比較した結果、セルＡ−１は標準セルと比較して容量維持率が０．５％向上した。また、セルＣ−１は標準セルと比較して容量維持率が５％向上した。
これより、イモゴライト複合体をリチウムイオン二次電池の負極又は正極に添加することで、イモゴライト複合体を添加しない場合と比較して容量維持率が向上することが分かった。
【０２６０】
更に、セルＡ−１、セルＣ−１の製造方法と同様にして、但し、イモゴライト複合体Ａをイモゴライト複合体Ｂに変えて、セルＡ−２及びセルＣ−２を製造した。セルＡ−２及びセルＣ−２に対して、上述の方法で充電容量（放置前の初回充電容量）、放電容量（７日間放置後の初回放電容量）、容量維持率（７日間放置後の初回放電容量）／（放置前の初回充電容量）を測定した。各々のセルの容量維持率を比較した結果、セルＡ−２は標準セルと比較して容量維持率が０．５％向上した。また、セルＣ−２は標準セルと比較して容量維持率が５．０％向上した。
【０２６１】
［実施例３］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのゼオライト複合体を、以下のようにして作製した。
ゼオライトとしては、製品名：ＳＰ＃６００（日東粉化工業株式会社）を用いた。このゼオライトの各種物性は以下のとおりであった。なおＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：２５０ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：２．８
体積平均粒子径：１０.０μｍ
【０２６２】
上記のゼオライトを用いて、試料Ｅを以下のようにして製造した。
ゼオライトとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをゼオライト複合体とした。
得られたゼオライト複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたゼオライト複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、ゼオライト複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２６３】
製造例１と同様の方法で、ゼオライト複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、ゼオライト複合体のＢＥＴ比表面積は５０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、ゼオライト複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は１０．０μｍであった。
【０２６４】
得られたゼオライト複合体をエポキシ樹脂に埋め込み、硬化して成形加工した後、機械的に研磨してゼオライト複合体の内部を露出させ、内部にあたる部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）にて炭素の存在の有無を調べた。その結果、ゼオライト複合体の粒子の内部に炭素が存在していることが確認された。尚、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）も分析可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）として、高分解能分析走査電子顕微鏡（製品名：ＳＵ−７０、株式会社日立ハイテクノロジーズ）を用いた。
【０２６５】
［実施例４］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのアロフェン複合体を、以下のようにして作製した。アロフェンとしては、製品名：セカード（品川化成株式会社）を用いた。このアロフェンの各種物性は以下のとおりであった。なおＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：３４５ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：０．６
体積平均粒子径：１３．０μｍ
【０２６６】
上記のアロフェンを用いて、試料Ｆを以下のようにして製造した。
アロフェンとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをアロフェン複合体とした。
得られたアロフェン複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたアロフェン複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、アロフェン複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２６７】
製造例１と同様の方法で、アロフェン複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、アロフェン複合体のＢＥＴ比表面積は５０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、アロフェン複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は１３．０μｍであった。
【０２６８】
［実施例５］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのカオリン複合体を、以下のようにして作製した。
カオリンとしては、製品名：ＡＳＰ−２００（林化成株式会社）を用いた。このカオリンの各種物性は以下のとおりであった。なおＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：２０ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：０．６
体積平均粒子径：４．０μｍ
【０２６９】
上記のカオリンを用いて、試料Ｇを以下のようにして製造した。
カオリンとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをカオリン複合体とした。
得られたカオリン複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたカオリン複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、カオリン複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２７０】
製造例１と同様の方法で、カオリン複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、カオリン複合体のＢＥＴ比表面積は５ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、カオリン複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は４．０μｍであった。
【０２７１】
［実施例６］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのサポナイト複合体を、以下のようにして作製した。
サポナイトとしては、製品名：スメクトンＳＡ（クニミネ工業株式会社）を用いた。このサポナイトの各種物性は以下のとおりであった。なおＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：２５６ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：１１
体積平均粒子径：３８．０μｍ
【０２７２】
上記のサポナイトを用いて、試料Ｈを以下のようにして製造した。
サポナイトとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをサポナイト複合体とした。
得られたサポナイト複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたサポナイト複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、サポナイト複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２７３】
製造例１と同様の方法で、サポナイト複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、サポナイト複合体のＢＥＴ比表面積は３８ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、サポナイト複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は３８．０μｍであった。
【０２７４】
得られたサポナイト複合体をエポキシ樹脂に埋め込み、硬化して成形加工した後、機械的に研磨してサポナイト複合体の内部を露出させ、内部にあたる部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）にて炭素の存在の有無を調べた。その結果、サポナイト複合体の粒子の内部に炭素が存在していることが確認された。尚、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）も分析可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）として、高分解能分析走査電子顕微鏡（製品名：ＳＵ−７０、株式会社日立ハイテクノロジーズ）を用いた。
【０２７５】
［実施例７］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのモンモリロナイト複合体を、以下のようにして作製した。
モンモリロナイトとしては、製品名：クニピア（クニミネ工業株式会社）を用いた。このモンモリロナイトの各種物性は以下のとおりであった。なおＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：２０ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：２．４
体積平均粒子径：３．０μｍ
【０２７６】
上記のモンモリロナイトを用いて、試料Ｉを以下のようにして製造した。
モンモリロナイトとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをモンモリロナイト複合体とした。
得られたモンモリロナイト複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたモンモリロナイト複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、モンモリロナイト複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２７７】
製造例１と同様の方法で、モンモリロナイト複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、モンモリロナイト複合体のＢＥＴ比表面積は１０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、モンモリロナイト複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は３．０μｍであった。
【０２７８】
［実施例８］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのアタパルジャイト複合体を、以下のようにして作製した。
アタパルジャイトとしては、製品名：アタゲル５０（林化成株式会社）を用いた。このアタパルジャイトの各種物性は以下のとおりであった。なおＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：１５０ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：２．７
体積平均粒子径：３．０μｍ
【０２７９】
上記のアタパルジャイトを用いて、試料Ｊを以下のようにして製造した。
アタパルジャイトとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをアタパルジャイト複合体とした。
得られたアタパルジャイト複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたアタパルジャイト複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、アタパルジャイト複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２８０】
製造例１と同様の方法で、アタパルジャイト複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、アタパルジャイト複合体のＢＥＴ比表面積は３０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、アタパルジャイト複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は３．０μｍであった。
【０２８１】
［評価２］
実施例３〜実施例８で得られた、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体について、金属イオン吸着能を以下のようにして評価した。また、比較対象として、炭素被覆前の合成イモゴライト（試料Ａ）、ゼオライト、アロフェン、カオリン、サポナイト、モンモリロナイト、アタパルジャイト、上記の焼成物Ａ及びアセチレンブラック（ＨＳ−１００、電気化学工業株式会社）を用いた。
【０２８２】
１ＭのＬｉＰＦ６と、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比１：１：１の比率で含む電解液を調製し、これにＭｎ（ＢＦ４）２を溶解して、５００ｐｐｍのＭｎ溶液を調製した。このＭｎ溶液に各試料を０．０５ｇ添加して３０分間攪拌した後、室温にて一晩静置させた。その後、上澄み液を孔径が０．４５μｍのフィルタを用いて濾過し、ＩＣＰ発光分光装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を用いてＭｎイオンの吸着量を測定した。結果を表４に示す。尚、表４には、実施例１及び実施例２で得られたイモゴライト複合体Ａ、イモゴライト複合体Ｂについての結果も併せて掲載する。
【０２８３】
【表４】
2019071290.tif 000005
【０２８４】
表４からわかるように、イモゴライト複合体Ａ及びイモゴライト複合体Ｂのみならず、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体についても、金属イオン吸着能が示された。
【０２８５】
このように、イモゴライト複合体Ａ及びイモゴライト複合体Ｂの金属イオン吸着能は、炭素付与前のイモゴライトと同様に維持されていた。また、ゼオライト複合体、カオリン複合体、アロフェン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体についても同様に、炭素付与後の複合体において金属イオン吸着能が維持されていた。炭素付与によって導電性が付与されることは、イモゴライト複合体Ａ、イモゴライト複合体Ｂ、ゼオライト複合体、カオリン複合体、アロフェン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体に対する評価１の結果（表３参照）から明らかである。
これらのことから、イモゴライト複合体Ａ、イモゴライト複合体Ｂ、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体はいずれも、導電材料として用いることにより、リチウムイオン二次電池の電気特性及び寿命特性を向上させ得ることがわかった。
【０２８６】
従って、本発明におけるアルミニウムケイ酸塩複合体は、ＳｉとＡｌとによるイオン交換能と炭素による導電性とを共に示すものであり、アルミニウムケイ酸塩を含有する導電材料は、リチウムイオン二次電池の電気特性及び寿命特性を向上させ得ることがわかる。本発明は、リチウムイオン二次電池の電気特性及び寿命特性を向上させ得る導電材料を提供できる。
【０２８７】
［評価３］
実施例３〜８で得られたゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体について、上記［評価１］と同様の方法で、充放電特性及び保存試験の評価を行った。
【０２８８】
ゼオライト、アロフェン、カオリン、サポナイト、モンモリロナイト又はアタパルジャイトの初回放電容量は、いずれも０．３ｍＡｈ／ｇ〜０．４ｍＡｈ／ｇであるのに対し、炭素被覆したゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体又はアタパルジャイト複合体の初回放電容量は、いずれも２２０ｍＡｈ／ｇ〜２８０ｍＡｈ／ｇであり、アセチレンブラックの２０５ｍＡｈ／ｇと比較して同等以上の性能を有することが分かった。
【０２８９】
容量維持率に関して、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体又はアタパルジャイト複合体を正極に用いたセルＣ−３、Ｃ−４、Ｃ−５、Ｃ−６、Ｃ−７又はＣ−８をそれぞれ作製して評価した。容量維持率は、前述の標準セルに対してセルＣ−３では５％向上し、セルＣ−４では５％向上し、セルＣ−５では３％向上し、セルＣ−６では３％向上し、セルＣ−７では５％向上し、セルＣ−８では５％向上した。
【０２９０】
また、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体又はアタパルジャイト複合体を負極に用いたセルＡ−３、Ａ−４、Ａ−５、Ａ−６、Ａ−７又はＡ−８をそれぞれ作製して評価した。容量維持率は、前述の標準セルに対してセルＡ−３では０．５％向上し、セルＡ−４では０．５％向上し、セルＡ−５では０．３％向上し、セルＡ−６では０．３％向上し、セルＡ−７では０.５％向上し、セルＡ−８では０.５％向上した。
【０２９１】
これより、各種アルミニウムケイ酸塩複合体をリチウムイオン二次電池の負極又は正極に添加することで、アルミニウムケイ酸塩複合体を添加しない場合と比較して容量維持率が向上することが分かった。
【０２９２】
従って、本発明におけるアルミニウムケイ酸塩複合体は、ＳｉとＡｌとによるイオン交換能と炭素による導電性とを共に示すものであり、本発明におけるアルミニウムケイ酸塩複合体をリチウムイオン二次電池の電極（正極及び負極の少なくとも一方）に添加することで、リチウムイオン二次電池の電気特性及び寿命特性を向上させ得ることがわかる。
【符号の説明】
【０２９３】
１０    イモゴライト
１０ａ  管状物
２０    内壁
３０    隙間
４０    炭素
５０    アルミニウムケイ酸塩
【図１】
2019071290.tif 000006
【図２】
2019071290.tif 000007
【図３】
2019071290.tif 000008
【図４】
2019071290.tif 000009
【図５】
2019071290.tif 000010
【図６】
2019071290.tif 000011
【図７】
2019071290.tif 000012
【図８】
2019071290.tif 000013
【図９】
2019071290.tif 000014
【図１０】
2019071290.tif 000015
【図１１】
2019071290.tif 000016
【図１２】
2019071290.tif 000017
【図１３】
2019071290.tif 000018
【図１４】
2019071290.tif 000019
【図１５】
2019071290.tif 000020