(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物を準備する工程、
ｂ）導電性酸化物部の原料となる金属水溶液を準備する工程
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物を水に分散させた分散液を調製する工程、
ｄ）前記分散液と前記金属水溶液を混合して混合分散液とし、前記リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物前駆体を付着させる工程、
ｅ）前記ｄ）工程を経たリチウム複合金属酸化物を加熱する工程、
を含むことを特徴とする、前記リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された材料の製造方法であって、
前記導電性酸化物部は前記材料の最表面に存在し、
前記導電性酸化物部に、ＣａＶＯ３、ＭｎＯ２、Ｌａ２ＣｕＯ４、Ｌａ２ＮｉＯ４、ＳｎＯ２、Ｔｌ２Ｍｎ２Ｏ７、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＭｎＯ３、ＳｒＭｎＯ３、ＳｒＦｅＯ３、ＢａＭｏＯ３、ＣａＭｏＯ３、Ｌｎ２Ｏｓ２Ｏ７、Ｔｌ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｃｄ２Ｒｅ２Ｏ７、Ｌｕ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｒｈ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｉｒ２Ｏ７、ＶＯ、Ｖ２Ｏ３、ＬａＭｎＯ３、ＣａＣｒＯ３、ＬａＣｏＯ３、（ＺｎＯ）５、ＳｒＣｒＯ３、Ｉｎ０．９７Ｙ０．０３Ｏ３、ＬｉＶ２Ｏ４、Ｎａ１−ｘＣｏＯ２（０＜ｘ＜１）、ＬｉＴｉ２Ｏ４、ＳｒＭｏＯ３、ＢａＰｂＯ３、Ｔｌ２Ｏｓ２Ｏ７、Ｐｂ２Ｏｓ２Ｏ７、Ｐｂ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｌｕ２Ｒｕ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７、ＳｒＲｕＯ３、ＣａＲｕＯ３、ＣｒＯ２、ＭｏＯ２、ＲｅＯ２、ＬａＮｉＯ３、ＳｒＶＯ３、ＲｅＯ３、ＩｒＯ２、ＲｕＯ２、ＲｈＯ２、ＯｓＯ２、ＮｂＯ、ＮｉＯ、ＬａＳｒｘＣｏｙＯ３（ｘ＋ｙ＝１）、ＮａＣｏＯ３、ＮａＮｉＯ３、ＬｉＣｏＯ３、ＬｉＮｉＯ３から選択される金属酸化物を含有することを特徴とする、製造方法。
【請求項２】
ａ）層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物を準備する工程、
ｂ）導電性酸化物部の原料となる金属水溶液を準備する工程
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物を水に分散させた分散液を調製する工程、
ｄ）前記分散液と前記金属水溶液を混合して混合分散液とし、前記リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物前駆体を付着させる工程、
ｅ）前記ｄ）工程を経たリチウム複合金属酸化物を加熱する工程、
を含むことを特徴とする、前記リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された材料の製造方法であって、
前記ｂ）工程が、導電性酸化物部の原料となる金属塩及び前記金属塩とは別の物質であるヘテロ元素含有有機化合物を水に溶解して金属水溶液を準備する工程である、製造方法。
【請求項３】
ａ）層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物を準備する工程、
ｂ）導電性酸化物部の原料となる金属水溶液を準備する工程
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物を水に分散させた分散液を調製する工程、
ｄ）前記分散液と前記金属水溶液を混合して混合分散液とし、前記リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物前駆体を付着させる工程、
ｅ）前記ｄ）工程を経たリチウム複合金属酸化物を加熱する工程、
を含むことを特徴とする、前記リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された材料の製造方法であって、
前記ｃ）工程の分散液のｐＨを３〜４の範囲内とする、製造方法。
【請求項４】
前記金属水溶液がヘテロ元素含有有機化合物を含有する請求項１又は３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記ヘテロ元素含有有機化合物がキレート化合物である請求項２又は４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記混合分散液のｐＨを８以上とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
ｃ）工程の分散液のｐＨを３〜４の範囲内とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項８】
ｃ）工程の分散液のｐＨを８〜１１の範囲内とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項９】
前記混合分散液のｐＨを８〜１１の範囲内に維持する請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
ｂ）工程の金属水溶液のｐＨが４〜６の範囲内である請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
ｂ）工程での金属水溶液が複数であり、ｄ）工程をそれぞれの金属水溶液毎に行う請求項１〜１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
ｅ）工程での加熱温度が５００〜８００℃である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の製造方法で前記材料を製造する工程、
前記材料を正極活物質として具備する正極を製造する工程、
を有する正極の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の製造方法で前記正極を製造する工程、
前記正極を具備するリチウムイオン二次電池を製造する工程、
を有するリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項１５】
層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物部と、
前記リチウム複合金属酸化物部の表面に形成された導電性酸化物部と、
を有する材料であって、
前記導電性酸化物部は前記材料の最表面に存在し、
前記導電性酸化物部に、ＣａＶＯ３、ＭｎＯ２、Ｌａ２ＣｕＯ４、Ｌａ２ＮｉＯ４、ＳｎＯ２、Ｔｌ２Ｍｎ２Ｏ７、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＭｎＯ３、ＳｒＭｎＯ３、ＳｒＦｅＯ３、ＢａＭｏＯ３、ＣａＭｏＯ３、Ｌｎ２Ｏｓ２Ｏ７、Ｔｌ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｃｄ２Ｒｅ２Ｏ７、Ｌｕ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｒｈ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｉｒ２Ｏ７、ＶＯ、Ｖ２Ｏ３、ＬａＭｎＯ３、ＣａＣｒＯ３、ＬａＣｏＯ３、（ＺｎＯ）５、ＳｒＣｒＯ３、Ｉｎ０．９７Ｙ０．０３Ｏ３、ＬｉＶ２Ｏ４、Ｎａ１−ｘＣｏＯ２（０＜ｘ＜１）、ＬｉＴｉ２Ｏ４、ＳｒＭｏＯ３、ＢａＰｂＯ３、Ｔｌ２Ｏｓ２Ｏ７、Ｐｂ２Ｏｓ２Ｏ７、Ｐｂ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｌｕ２Ｒｕ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７、ＳｒＲｕＯ３、ＣａＲｕＯ３、ＣｒＯ２、ＭｏＯ２、ＲｅＯ２、ＬａＮｉＯ３、ＳｒＶＯ３、ＲｅＯ３、ＩｒＯ２、ＲｕＯ２、ＲｈＯ２、ＯｓＯ２、ＮｂＯ、ＮｉＯ、ＬａＳｒｘＣｏｙＯ３（ｘ＋ｙ＝１）、ＮａＣｏＯ３、ＮａＮｉＯ３、ＬｉＣｏＯ３、ＬｉＮｉＯ３から選択される金属酸化物を含有することを特徴とする材料。
【請求項１６】
請求項１５に記載の材料を具備す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、リチウム複合金属酸化物部及び導電性酸化物部を含有する材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池の活物質には種々の材料が用いられることが知られており、そのうち、層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物は、リチウムイオン二次電池用活物質として汎用されている。
【０００３】
そして、近年、より優れた活物質を提供すべく、上記リチウム複合金属酸化物をベースとした研究が盛んに行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１及び特許文献２には、種々の製造パラメータを特定した上記リチウム複合金属酸化物の製造方法が記載されている。また、特許文献２には、上記一般式においてＤがＺｒであるリチウム複合金属酸化物の製造方法も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０１８８２７号公報
【特許文献２】特開２０１２−２５６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、リチウムイオン二次電池の活物質に対する要求は増加しており、より優れた活物質となり得る新たなリチウム複合金属酸化物の提供が熱望されている。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みて為されたものであり、活物質となり得る新たな材料及びその製造方法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】
【０００８】
本発明者が鋭意検討した結果、特定の製造方法でリチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部を形成させることに成功した。さらに、本発明者はかかる製造方法で得られた材料が二次電池などの活物質として機能し得ることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明の材料は、層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物部と、前記リチウム複合金属酸化物部の表面に形成された導電性酸化物部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、活物質となり得る新たな材料を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の材料のＳＥＭ像である。
【図２】実施例２の材料のＳＥＭ像である。
【図３】実施例４の材料のＳＥＭ像である。
【図４】実施例８の材料のＳＥＭ像である。
【図５】実施例１０の材料のＳＥＭ像である。
【図６】比較例１の材料のＳＥＭ像である。
【図７】実施例４の材料の断面ＴＥＭ像である。
【図８】実施例９の材料の断面ＴＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ｘ〜ｙ」は、下限ｘおよび上限ｙをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施例中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。
【００１３】
本発明の材料は、層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物部と、前記リチウム複合金属酸化物部の表面に形成された導電性酸化物部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の材料の製造方法は、
ａ）層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物を準備する工程、
ｂ）導電性酸化物部の原料となる金属水溶液を準備する工程
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物を水に分散させた分散液を調製する工程、
ｄ）前記分散液と前記金属水溶液を混合して混合分散液とし、前記リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物前駆体を付着させる工程、
ｅ）前記ｄ）工程を経たリチウム複合金属酸化物を加熱する工程、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
以下、本発明の材料の製造方法に沿って、本発明を説明する。なお、特段の言及がない限り、本明細書で規定するｐＨは２５℃で測定した場合の値をいう。
【００１６】
まず、ａ）工程について説明する。ａ）工程は、層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物を準備する工程である。
【００１７】
一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３)において、ｂ、ｃ、ｄの値は、上記条件を満足するものであれば特に制限はないが、０＜ｂ＜１、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１であるものが良く、また、ｂ、ｃ、ｄの少なくともいずれか一つが１０／１００＜ｂ＜９０／１００、１０／１００＜ｃ＜９０／１００、５／１００＜ｄ＜７０／１００の範囲であることが好ましく、１２／１００＜ｂ＜８０／１００、１２／１００＜ｃ＜８０／１００、１０／１００＜ｄ＜６０／１００の範囲であることがより好ましく、１５／１００＜ｂ＜７０／１００、１５／１００＜ｃ＜７０／１００、１２／１００＜ｄ＜５０／１００の範囲であることがさらに好ましい。
【００１８】
ａ、ｅ、ｆについては一般式で規定する範囲内の数値であればよく、好ましくは０．５≦ａ≦１．５、０≦ｅ＜０．２、１．８≦ｆ≦２．５、より好ましくは０．８≦ａ≦１．３、０≦ｅ＜０．１、１．９≦ｆ≦２．１を例示することができる。
【００１９】
上記リチウム複合金属酸化物は、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩などの金属塩を用いて公知の製造方法に従い製造できる。なお、上記リチウム複合金属酸化物は例えばその前駆体を７５０℃以上で焼成することにより製造され、かかる焼成により、上記リチウム複合金属酸化物を構成する元素の配置が層状岩塩構造を示すことになる。
【００２０】
上記リチウム複合金属酸化物は、例えば、炭酸リチウム、硫酸ニッケル、硫酸マンガン及び硫酸コバルトを用いる場合には、次のように製造することができる（共沈法）。硫酸ニッケル、硫酸コバルト及び硫酸マンガンを所定量含有する硫酸塩水溶液をアルカリ性にして共沈スラリーを得、これを乾燥することにより、ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物を得る。ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物に所定量の炭酸リチウムを混合し、７５０℃以上で焼成することにより、層状岩塩構造のリチウム複合金属酸化物が得られる。上記焼成は複数の温度条件で焼成する多段階式としてもよい。
【００２１】
リチウム複合金属酸化物につき、適宜、粉砕処理を行い粉末状としてもよく、さらに、所望の粒径に分級しても良い。リチウム複合金属酸化物の粒度分布の範囲としては、一般的なレーザー散乱回折式粒度分布計での測定において、平均粒子径（Ｄ５０）が１００μｍ以下が好ましく、１μｍ以上５０μｍ以下がより好ましく、１μｍ以上３０μｍ以下がさらに好ましく、２μｍ以上２０μｍ以下が特に好ましい。
【００２２】
その他、上記リチウム複合金属酸化物は、Ｌｉを含有するリチウム原料と、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏの中から選ばれる１種以上を含む金属原料とからなる混合原料に対し、固相法、スプレードライ法、水熱法、溶融塩法などの既知の方法を用いて製造することができる。
【００２３】
固相法は、混合原料の粉末を混合及び／又は粉砕し、必要に応じて乾燥及び／又は成型した上で、加熱焼成することによりリチウム複合金属酸化物を得る方法である。通常行われる固相法は、各原料を、製造しようとするリチウム複合金属酸化物の組成に応じた割合で混合して行う。固相法での原料混合物の加熱温度は、９００℃以上１０００℃以下が好ましく、加熱時間は８時間以上２４時間以下が好ましい。
【００２４】
スプレードライ法は、混合原料の粉末を液体に溶かして溶液とし、溶液を空中に噴霧しミストとし、ミストとした溶液を加熱する方法である。スプレードライ法で得られた粉末に対して、追加加熱を施してもよい。スプレードライ法での加熱温度は５００℃以上１０００℃以下が好ましく、加熱時間は３時間以上８時間以下が好ましい。
【００２５】
水熱法は、原料を水と混合して混合液とし、該混合液を高温高圧下で加熱する方法である。水熱法での加熱温度は１２０℃以上２００℃以下が好ましく、加熱時間は２時間以上２４時間以下であることが好ましい。
【００２６】
溶融塩法は、リチウム化合物を含む原料混合物を加熱することにより、リチウム化合物が溶融して溶融塩となり、この溶融液中でリチウム複合金属酸化物を合成する方法である。用いるリチウム化合物のＬｉに対する、製造予定のリチウム複合金属酸化物のＬｉのモル比（製造予定のリチウム複合金属酸化物のＬｉ／リチウム化合物のＬｉ）は、１未満であればよいが、０．０２以上０．７未満であることが好ましく、更には０．０３〜０．５、０．０４〜０．２５であることがより好ましい。
【００２７】
上記一般式におけるＤはドープ元素である。ドープ元素としては、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｆが好ましく、特にＺｒが好ましい。上記一般式において０＜ｅ＜１の範囲内のリチウム複合金属酸化物を準備する場合には、上記のリチウム複合金属酸化物を製造するいずれかの段階で、ドープ元素含有化合物を添加すればよい。ドープ元素含有化合物の配合量は、所望のドープ量となるように適宜決定すればよい。
【００２８】
次に、ｂ）工程について説明する。ｂ）工程は、導電性酸化物部の原料となる金属水溶液を準備する工程である。
【００２９】
本発明の製造方法においては、ｄ）工程にて、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物前駆体を付着させる。ここで、導電性酸化物前駆体は、金属水酸化物を主成分とするものである。より具体的には、ｄ）工程においては、主にｐＨコントロールによって、溶解度の低い金属水酸化物が析出し、そして、金属水酸化物がリチウム複合金属酸化物の表面に付着する現象が生じる。
【００３０】
従って、ｂ）工程における金属水溶液には、水に難溶性の金属水酸化物又は特定のｐＨで水に難溶性となる金属水酸化物となり得る金属イオンが含まれている必要がある。かかる金属イオンの金属としては、アルカリ金属以外の金属すべてを例示できる。一般に、アルカリ金属以外の金属は、酸性水溶液においては金属イオンとして溶液状態で存在しやすく、強アルカリ性水溶液においては金属水酸化物として析出しやすい。
【００３１】
金属水溶液には、１種類の金属イオンが含まれていてもよいし、複数種類の金属イオンが含まれていてもよい。金属水溶液の濃度には特に制限は無いが、使用するリチウム複合金属酸化物１モルに対して、金属イオンが０．００１〜０．０１モル程度含まれる金属水溶液が好適である。なお、金属水溶液には、アルカリ金属が含まれていてもよい。
【００３２】
また、ｂ）工程では、１種類の金属水溶液を準備してもよいし、互いに異なる金属イオンを含む金属水溶液を複数準備してもよい。
【００３３】
参考として、代表的な金属水酸化物の溶解度積を表１に記載する。これらの金属水酸化物は水に難溶性であるといえる。
【００３４】
【表１】
0006413949.tif 000002
【００３５】
金属水溶液を調製するには、所望の金属を含有する金属塩を水に溶解すればよい。金属塩としては、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物、並びにこれらの水和物を挙げることができる。水に対する金属塩の溶解度が低い場合には、酸を加えるとよい。
【００３６】
金属塩を水に溶解させた金属水溶液は、通常、ｐＨ１〜３程度の強酸性水溶液となる。
【００３７】
金属水溶液は、ヘテロ元素含有有機化合物を含有していてもよい。ヘテロ元素含有有機化合物におけるヘテロ元素とは、Ｎ、Ｏ、Ｐ又はＳを意味する。ヘテロ元素含有有機化合物としては、金属イオンに配位可能なアミノ基、アミド基、イミド基、イミノ基、シアノ基、アゾ基、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、エステル基、エーテル基、カルボニル基、リン酸基、リン酸エステル基、ホスホン酸基、ホスホン酸エステル基、ホスフィン酸基、ホスフィン酸エステル基、ホスフェン酸基、ホスフェン酸エステル基、亜ホスフェン酸基、亜ホスフェン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、スルフィニル基、スルホニル基、スルホン酸基、チオカルボキシル基、チオエステル基若しくはチオカルボニル基を具備する有機化合物を挙げることができる。
【００３８】
特に、ヘテロ元素含有有機化合物としては、上記の基を複数有し、かつ、複数箇所で金属イオンに配位可能なキレート化合物が好ましい。
【００３９】
キレート化合物の具体例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどのポリアミン化合物、グリシン、アラニン、システイン、グルタミン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、セリン、エチレンジアミン四酢酸などのアミノ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸、フタル酸などのジカルボン酸、グリコール酸、乳酸、タルトロン酸、グリセリン酸、２−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ酪酸、γ−ヒドロキシ酪酸、リンゴ酸、酒石酸、シトラマル酸、クエン酸、イソクエン酸、ロイシン酸、メバロン酸、パントイン酸、キナ酸、シキミ酸、サリチル酸、ゲンチジン酸、オルセリン酸、マンデル酸、ベンジル酸、２−ヒドロキシ−２−フェニルプロピオン酸などのヒドロキシカルボン酸を挙げることができる。
【００４０】
複数種類の金属イオンが含まれている金属水溶液において、ヘテロ元素含有有機化合物を含有することにより、ｄ）工程にて、複数種類の金属水酸化物を同時に析出させることが可能である。
【００４１】
通常、金属水溶液がｐＨ１〜３程度の強酸性水溶液となることは上述したが、ヘテロ元素含有有機化合物を含有する金属水溶液においては、金属イオンの溶解度が高いため、ｐＨを４〜６の範囲内にしてもよい。
【００４２】
次に、ｃ）工程について説明する。ｃ）工程は、リチウム複合金属酸化物を水に分散させた分散液を調製する工程である。分散液は、リチウム複合金属酸化物１質量部に対して、水を１〜１００質量部、好ましくは２〜５０質量部の割合で混合して調製すればよい。
【００４３】
通常、リチウム複合金属酸化物を水に分散させた分散液は、著しく強いアルカリ性である。そのため、ｄ）工程において、ｃ）工程で調製した著しく強いアルカリ性の分散液に、ｂ）工程で準備した金属水溶液を滴下して混合分散液にすると、金属水溶液に含まれている金属イオンが直ちに金属水酸化物となって析出する。この場合でも、リチウム複合金属酸化物の表面に金属水酸化物を主成分とする導電性酸化物前駆体が付着し得るが、金属水酸化物の析出が混合分散液の至る所で生じ得るため、リチウム複合金属酸化物の表面に付着しない金属水酸化物が多量に存在することになるし、また、リチウム複合金属酸化物の表面への導電性酸化物前駆体の付着が不均一となる場合がある。
【００４４】
したがって、ｃ）工程の分散液は、酸を添加することによりｐＨを調整されるのが好ましい。添加する酸としては、緩衝作用により、ｐＨの著しい変動を抑制できる点から、弱酸が好ましい。弱酸としては、酢酸、ギ酸、シュウ酸、リン酸、炭酸、ホウ酸を例示できる。分散液の好適なｐＨとして、３〜４の範囲内、８〜１１の範囲内を例示できる。
【００４５】
ｐＨ３〜４の分散液であれば、ｄ）工程において、当該分散液とｂ）工程で準備した金属水溶液を混合しても、直ちに金属水酸化物が析出しない。そのため、ｄ）工程でｐＨコントロールを適切に行うことで、リチウム複合金属酸化物の表面への導電性酸化物前駆体の付着を均一に行うことができる。
【００４６】
ｐＨ８〜１１の分散液であれば、ｄ）工程において、当該分散液とｂ）工程で準備した金属水溶液を混合した場合に、リチウム複合金属酸化物の表面を析出開始箇所又は核発生箇所として、導電性酸化物前駆体が秩序よく析出しやすい。そのため、ｅ）工程を経て得られる導電性酸化物部の結晶性が高くなり、得られる本発明の材料の粉体抵抗が低減する。
【００４７】
次に、ｄ）工程について説明する。ｄ）工程は、分散液と金属水溶液を混合して混合分散液とし、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物前駆体を付着させる工程である。ｄ）工程においては、主にｐＨコントロールによって、リチウム複合金属酸化物の表面に溶解度の低い金属水酸化物を析出させている。混合分散液のｐＨは８以上とするのが好ましく、好ましいｐＨの範囲として８〜１１を例示できる。ヘテロ元素含有有機化合物を含有する金属水溶液を用いる場合には、混合分散液のｐＨを好ましくは１２以上、より好ましくは１３以上とするのがよい。なお、ｄ）工程での混合分散液のｐＨ値は、混合分散液をｐＨメーターで測定した数値そのものを意味する。
【００４８】
分散液のｐＨがもともと８以上であれば、ｄ）工程においては、酸性の金属水溶液を加えることで混合分散液のｐＨが８未満にならないように、混合分散液に塩基性水溶液を添加してｐＨ調整するのが好ましい。ｐＨ８〜１１の分散液であれば、ｄ）工程においては、混合分散液のｐＨを８〜１１に維持するように、酸性の金属水溶液を加えるのに併せて、塩基性水溶液を添加すればよい。
【００４９】
また、ｃ）工程で述べたように、ｐＨ３〜４の分散液であれば、ｄ）工程でｐＨコントロールを適切に行うことで、リチウム複合金属酸化物の表面への導電性酸化物前駆体の付着を均一に行うことができる。特に、ｐＨ３〜４の分散液と、ヘテロ元素含有有機化合物を含有するｐＨ４〜６の金属水溶液を混合する場合は、塩基性水溶液を適切な速度で添加することで、ｄ）工程での金属水酸化物の析出を緩慢かつ秩序良いものとすることができる。そのため、本発明の材料において、リチウム複合金属酸化物部と導電性酸化物部との密着性を高くすることや、両者の結晶方位を合致させることができる。その結果、本発明の材料の粉体抵抗が低減する。
【００５０】
分散液と金属水溶液を混合して混合分散液とするには、分散液に対して金属水溶液を添加して行うのがよい。分散液が著しく強いアルカリ性である場合及び分散液のｐＨが８〜１１の場合には、金属水溶液の添加速度は遅い方がよい。好ましい金属水溶液の添加速度として１０〜１０００ｍＬ／ｈ、より好ましい添加速度として２０〜５００ｍＬ／ｈ、さらに好ましい添加速度として５０〜３００ｍＬ／ｈを例示できる。
【００５１】
ｂ）工程で準備した金属水溶液が複数である場合には、複数の金属水溶液を同時に分散液に添加してもよいし、別々に添加してもよい。複数の金属水溶液を別々に添加する場合には、一の金属水溶液を分散液に添加して混合分散液とし、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物前駆体を付着させた上で、他の金属水溶液を添加することで、導電性酸化物前駆体を層状に形成させることができる。すなわち、ｄ）工程を繰り返すことで、複数の導電性酸化物前駆体層を形成させることができる。この場合には、各ｄ）工程ごとに、濾過工程、洗浄工程を実施してもよい。
【００５２】
ｄ）工程でのｐＨコントロールには塩基性水溶液が用いられる。塩基性水溶液のｐＨとしては、９〜１４の範囲内が好ましく、１０〜１４の範囲内がより好ましく、１１〜１４の範囲内がさらに好ましい。塩基性水溶液は、塩基性化合物を水に溶解して調製される。使用し得る塩基性化合物としては水に溶解して塩基性を示すものであれば良く、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムなどのアルカリ金属炭酸塩、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸三リチウムなどのアルカリ金属リン酸塩、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウムなどのアルカリ金属酢酸塩、アンモニアを挙げることができる。塩基性化合物は単独で用いても良いし、複数を併用しても良い。
【００５３】
混合分散液に塩基性水溶液を加えることで、金属水酸化物が析出する場合には、塩基性水溶液の添加速度は遅い方がよい。好ましい塩基性水溶液の添加速度として１０〜１０００ｍＬ／ｈ、より好ましい添加速度として２０〜５００ｍＬ／ｈ、さらに好ましい添加速度として５０〜３００ｍＬ／ｈを例示できる。
【００５４】
ｄ）工程は、撹拌条件下で行われるのが好ましい。さらに、金属水酸化物の析出を促す目的で、混合分散液を冷却若しくは過熱してもよい。
【００５５】
表面に導電性酸化物前駆体が付着したリチウム複合金属酸化物は、例えば濾過工程、洗浄工程及び／又は乾燥工程を経て、分離される。乾燥工程の温度としては、８０〜２００℃が好ましく、９０〜１４０℃がより好ましく、１００〜１３０℃がさらに好ましい。乾燥工程は、ｅ）工程の加熱で兼ねることもできるため、省略してもよい。
【００５６】
次に、ｅ）工程について説明する。ｅ）工程は、ｄ）工程を経たリチウム複合金属酸化物を加熱する工程であって、本発明の材料を化学的に合成する工程である。詳細には、金属水酸化物を主成分とする導電性酸化物前駆体が脱水されて、導電性酸化物となる工程である。
【００５７】
加熱温度としては、５００℃以上が好ましく、５００〜１０００℃の範囲内がより好ましく、５００〜８００℃の範囲内がより好ましい。本発明の材料の粉体抵抗を低減できるとの観点からは、加熱温度は７００〜９００℃の範囲内が好ましく、７５０〜８５０℃の範囲内がより好ましい。本発明の材料を具備する二次電池の放電抵抗を低減できるとの観点からは、加熱温度は５００〜８００℃の範囲内が好ましく、５５０〜７００℃の範囲内がより好ましい。また、本発明の材料を具備する二次電池の容量維持率を好適にできるとの観点からも、加熱温度は５００〜８００℃の範囲内が好ましく、５５０〜７００℃の範囲内がより好ましい。
【００５８】
加熱時間としては、０．５〜２０時間が好ましく、１〜１５時間がより好ましく、２〜１０時間がさらに好ましい。
【００５９】
ｅ）工程は、大気条件下で行う。
【００６０】
ｅ）工程を経ることで、本発明の材料が形成される。また、本発明の材料は、粉砕工程及び／又は分級工程を経て、一定の粒度分布のものとするのが好ましい。粒度分布の範囲としては、一般的なレーザー散乱回折式粒度分布計での測定において、平均粒子径（Ｄ５０）が１００μｍ以下が好ましく、１μｍ以上５０μｍ以下がより好ましく、１μｍ以上３０μｍ以下がさらに好ましく、２μｍ以上２０μｍ以下が特に好ましい。
【００６１】
本発明の材料は、層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３) で表されるリチウム複合金属酸化物部と、前記リチウム複合金属酸化物部の表面に形成された導電性酸化物部と、を有する。
【００６２】
導電性酸化物部とは、金属酸化物を含んでおり、かつ、リチウム複合金属酸化物部と比較して導電性の高い箇所を意味する。したがって、本発明の材料は、リチウム複合金属酸化物そのものよりも導電性が高いため、粉体抵抗が低い。
【００６３】
導電性酸化物部に含まれる金属酸化物とは、ｂ）工程で準備した金属水溶液に含まれる金属を含有する酸化物を意味する。例えば、ｂ）工程で準備した金属水溶液に含まれる金属がＬａの場合、導電性酸化物部に含まれる金属酸化物には、Ｌａ２Ｏ３等の酸化Ｌａが該当するが、Ｌａの一部がリチウム複合金属酸化物部を構成する金属と置換した酸化Ｌａ、リチウム複合金属酸化物部を構成する金属がドープ金属として侵入した酸化Ｌａ、Ｌａなどの金属若しくは酸素が理論量よりも不足若しくは過剰の酸化物、リチウム複合金属酸化物にＬａが侵入した酸化物、リチウム複合金属酸化物を構成する金属とＬａが置換したリチウム複合金属酸化物も含まれる。すなわち、導電性酸化物部に含まれる想定される金属酸化物は、ｂ）工程で準備した金属水溶液に含まれる金属の取り得るすべての価数の酸化物、及び、かかる酸化物の金属の一部がリチウム複合金属酸化物部を構成する金属と置換した酸化物、リチウム複合金属酸化物部を構成する金属がドープ金属として侵入した酸化物、並びに、これらの酸化物に対して、金属若しくは酸素が理論量よりも不足若しくは過剰の酸化物、さらに、リチウム複合金属酸化物にｂ）工程で準備した金属水溶液に含まれる金属が侵入した酸化物、リチウム複合金属酸化物を構成する金属とｂ）工程で準備した金属水溶液に含まれる金属が置換したリチウム複合金属酸化物である。
【００６４】
金属酸化物の具体例としては、例えば、ＣａＶＯ３、ＭｎＯ２、Ｌａ２ＣｕＯ４、Ｌａ２ＮｉＯ４、ＳｎＯ２、Ｔｌ２Ｍｎ２Ｏ７、ＥｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＭｎＯ３、ＳｒＭｎＯ３、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ３、ＬａＴｉＯ３、ＳｒＦｅＯ３、ＢａＭｏＯ３、ＣａＭｏＯ３、Ｌｎ２Ｏｓ２Ｏ７、Ｔｌ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｃｄ２Ｒｅ２Ｏ７、Ｌｕ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｒｈ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｔｉ２Ｏ３、ＷＯ２、ＶＯ、Ｖ２Ｏ３、ＬａＭｎＯ３、ＣａＣｒＯ３、ＬａＣｏＯ３、（ＺｎＯ）５、ＳｒＣｒＯ３、Ｉｎ０．９７Ｙ０．０３Ｏ３、ＺｎｘＡｌｙＯ（ｘ＋ｙ＝１）、ＬｉＶ２Ｏ４、Ｎａ１−ｘＣｏＯ２（０＜ｘ＜１）、ＬｉＴｉ２Ｏ４、ＳｒＭｏＯ３、ＢａＰｂＯ３、Ｔｌ２Ｏｓ２Ｏ７、Ｐｂ２Ｏｓ２Ｏ７、Ｐｂ２Ｉｒ２Ｏ７、Ｌｕ２Ｒｕ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７、ＳｒＲｕＯ３、ＣａＲｕＯ３、ＣｒＯ２、ＭｏＯ２、ＲｅＯ２、ＴｉＯ、ＬａＯ、ＳｍＯ、ＬａＮｉＯ３、ＳｒＶＯ３、ＲｅＯ３、ＩｒＯ２、ＲｕＯ２、ＲｈＯ２、ＯｓＯ２、ＮｄＯ、ＮｂＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＬａＳｒｘＣｏｙＯ３（ｘ＋ｙ＝１）、ＮａＣｏＯ３、ＮａＮｉＯ３、ＬｉＣｏＯ３、ＬｉＮｉＯ３を例示できる。
【００６５】
金属酸化物は、ペロブスカイト型などの結晶構造を示すものが好ましい。
【００６６】
ここで、本発明の材料はリチウムイオン二次電池の活物質として使用し得ることを考慮すると、導電性酸化物部に含まれる金属酸化物は、熱安定性に優れたものが好ましい。例えば、ＬａＳｒｘＣｏｙＯ３（ｘ＋ｙ＝１）は、ＬａＮｉＯ３よりも熱安定性に優れるため、好ましい金属酸化物といえる。
【００６７】
一般に、層状岩塩構造のリチウム複合金属酸化物部の導電性は低いため、上記の具体的な金属酸化物は、リチウム複合金属酸化物部と比較して導電性が高い。
【００６８】
導電性酸化物部は、リチウム複合金属酸化物部の表面全体に形成されるのが好ましい。また、導電性酸化物部は、リチウム複合金属酸化物部の表面全体に膜状に形成されていてもよいし、結晶が突出した状態で形成されてもよい。
【００６９】
導電性酸化物部の厚みｔの範囲を例示すると、０＜ｔ＜２００ｎｍ、０＜ｔ＜１００ｎｍ、０＜ｔ＜５０ｎｍを挙げることができる。また、材料の表面に突出した状態の導電性酸化物部の結晶の長径Ｌの範囲を例示すると、０＜Ｌ＜２００ｎｍ、１＜Ｌ＜１５０ｎｍ、５＜Ｌ＜１００ｎｍ、１０＜Ｌ＜８０ｎｍを挙げることができる。
【００７０】
本発明の材料は、リチウムイオン二次電池の活物質として使用し得る。本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明の材料を活物質として具備する。具体的には、本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明の材料を正極活物質として具備する正極、負極、電解液及びセパレータを具備する。本発明の材料はリチウム複合金属酸化物部の表面に導電性酸化物部が形成されている。導電性酸化物部の存在に因り、本発明の材料を正極活物質として具備する正極においては、リチウム複合金属酸化物を構成する遷移金属が正極から溶出することを一定程度抑制できると考えられる。
【００７１】
正極は、集電体と、集電体の表面に結着させた正極活物質層を有する。
【００７２】
集電体は、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、電極に電流を流し続けるための化学的に不活性な電子伝導体をいう。集電体としては、銀、銅、金、アルミニウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、錫、インジウム、チタン、ルテニウム、タンタル、クロム、モリブデンから選ばれる少なくとも一種、並びにステンレス鋼などの金属材料を例示することができる。集電体は公知の保護層で被覆されていても良い。集電体の表面を公知の方法で処理したものを集電体として用いても良い。
【００７３】
集電体は箔、シート、フィルム、線状、棒状、メッシュなどの形態をとることができる。そのため、集電体として、例えば、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、ステンレス箔などの金属箔を好適に用いることができる。集電体が箔、シート、フィルム形態の場合は、その厚みが１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００７４】
正極活物質層は正極活物質、並びに必要に応じて導電助剤及び／又は結着剤を含む。
【００７５】
正極活物質としては、本発明の材料を含むものであればよく、本発明の材料のみを採用してもよいし、本発明の材料と公知の正極活物質を併用してもよい。
【００７６】
導電助剤は、電極の導電性を高めるために添加される。そのため、導電助剤は、電極の導電性が不足する場合に任意に加えればよく、電極の導電性が十分に優れている場合には加えなくても良い。導電助剤としては化学的に不活性な電子高伝導体であれば良く、炭素質微粒子であるカーボンブラック、黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）、気相法炭素繊維（Vapor Grown Carbon Fiber：ＶＧＣＦ）、および各種金属粒子などが例示される。これらの導電助剤を単独または二種以上組み合わせて活物質層に添加することができる。
【００７７】
活物質層中の導電助剤の配合割合は、質量比で、活物質：導電助剤＝１：０．００５〜１：０．５であるのが好ましく、１：０．０１〜１：０．２であるのがより好ましく、１：０．０３〜１：０．１であるのがさらに好ましい。導電助剤が少なすぎると効率のよい導電パスを形成できず、また、導電助剤が多すぎると活物質層の成形性が悪くなるとともに電極のエネルギー密度が低くなるためである。
【００７８】
結着剤は、活物質や導電助剤を集電体の表面に繋ぎ止め、電極中の導電ネットワークを維持する役割を果たすものである。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸等のアクリル系樹脂、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロースを例示することができる。これらの結着剤を単独で又は複数で採用すれば良い。
【００７９】
活物質層中の結着剤の配合割合は、質量比で、活物質：結着剤＝１：０．００１〜１：０．３であるのが好ましく、１：０．００５〜１：０．２であるのがより好ましく、１：０．０１〜１：０．１５であるのがさらに好ましい。結着剤が少なすぎると電極の成形性が低下し、また、結着剤が多すぎると電極のエネルギー密度が低くなるためである。
【００８０】
負極は、集電体と、集電体の表面に結着させた負極活物質層を有する。集電体については、正極で説明したものを適宜適切に採用すれば良い。負極活物質層は負極活物質、並びに必要に応じて導電助剤及び／又は結着剤を含む。
【００８１】
負極活物質としては、リチウムを吸蔵及び放出可能な炭素系材料、リチウムと合金化可能な元素、リチウムと合金化可能な元素を有する化合物、あるいは高分子材料などを例示することができる。
【００８２】
炭素系材料としては、難黒鉛化性炭素、黒鉛、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭あるいはカーボンブラック類が例示できる。ここで、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール類やフラン類などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。
【００８３】
リチウムと合金化可能な元素としては、具体的にＮａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉが例示でき、特に、Ｓｉ又はＳｎが好ましい。
【００８４】
リチウムと合金化可能な元素を有する化合物としては、具体的にＺｎＬｉＡｌ、ＡｌＳｂ、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｎ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、 ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２）、ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ３、ＬｉＳｉＯ あるいはＬｉＳｎＯを例示でき、特に、ＳｉＯｘ（０．３≦ｘ≦１．６、又は０．５≦ｘ≦１．５）が好ましい。
【００８５】
中でも、負極活物質は、Ｓｉを有するＳｉ系材料を含むものがよい。Ｓｉ系材料は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な珪素又は／及び珪素化合物からなるとよく、例えば、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）がよい。珪素は理論充放電容量が大きいものの、珪素は充放電時の体積変化が大きい。そこで、負極活物質を珪素を含むＳｉＯｘとすることで珪素の体積変化を緩和することができる。
【００８６】
また、Ｓｉ系材料は、Ｓｉ相と、ＳｉＯ２相とをもつことが好ましい。Ｓｉ相は、珪素単体からなり、Ｌｉイオンを吸蔵・放出し得る相であり、Ｌｉイオンの吸蔵及び放出に伴って膨張及び収縮する。ＳｉＯ２相は、ＳｉＯ２からなり、Ｓｉ相の膨張及び収縮を吸収する緩衝相となる。Ｓｉ相がＳｉＯ２相により被覆されるＳｉ系材料が好ましい。さらには、微細化された複数のＳｉ相がＳｉＯ２相により被覆されて一体となって粒子を形成しているものがよい。この場合には、Ｓｉ系材料全体の体積変化を効果的に抑えることができる。
【００８７】
Ｓｉ系材料でのＳｉ相に対するＳｉＯ２相の質量比は、１〜３であることが好ましい。前記質量比が小さすぎると、Ｓｉ系材料の膨張及び収縮が比較的大きくなり、Ｓｉ系材料を含む負極活物質層にクラックが生じるおそれがある。一方、前記質量比が大きすぎると、負極活物質のＬｉイオンの吸蔵及び放出量が少なくなり、電池の負極単位質量あたりの電気容量が低くなる。  
【００８８】
また、リチウムと合金化反応可能な元素を有する化合物として、スズ合金（Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金等）などの錫化合物を例示できる。
【００８９】
高分子材料としては、具体的にポリアセチレン、ポリピロールを例示できる。
【００９０】
負極活物質として、ＣａＳｉ２を塩酸やフッ化水素酸などの酸で処理して得られる層状ポリシランを、３００〜１０００℃で加熱して得られるＳｉ材料を採用しても良い。さらに、上記Ｓｉ材料を炭素源とともに加熱して、カーボンコートしたものを負極活物質として採用してもよい。
【００９１】
負極活物質としては、以上のものの一種以上を使用することができる。
【００９２】
負極に用いる導電助剤及び結着剤については、正極で説明したものを同様の配合割合で適宜適切に採用すれば良い。
【００９３】
集電体の表面に活物質層を形成させるには、ロールコート法、ダイコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、スプレーコート法、カーテンコート法などの従来から公知の方法を用いて、集電体の表面に活物質を塗布すればよい。具体的には、活物質、溶剤、並びに必要に応じて結着剤及び／又は導電助剤を混合し、スラリーを調製する。上記溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、メタノール、メチルイソブチルケトン、水を例示できる。該スラリーを集電体の表面に塗布後、乾燥する。電極密度を高めるべく、乾燥後のものを圧縮しても良い。
【００９４】
電解液は、非水溶媒と非水溶媒に溶解した電解質とを含んでいる。
【００９５】
非水溶媒としては、環状エステル類、鎖状エステル類、エーテル類等が使用できる。環状エステル類としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ガンマブチロラクトン、ビニレンカーボネート、２−メチル−ガンマブチロラクトン、アセチル−ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトンを例示できる。鎖状エステル類としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル等を例示できる。エーテル類としては、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、１，２−ジブトキシエタンを例示できる。非水溶媒としては、上記具体的な溶媒の化学構造のうち一部又は全部の水素がフッ素に置換した化合物を採用しても良い。
【００９６】
電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２等のリチウム塩を例示できる。
【００９７】
電解液としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネートなどの非水溶媒に、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３などのリチウム塩を０．５ｍｏｌ／Ｌから１．７ｍｏｌ／Ｌ程度の濃度で溶解させた溶液を例示できる。
【００９８】
セパレータは、正極と負極とを隔離し、両極の接触による短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアラミド（Ａｒｏｍａｔｉｃ  ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリエステル、ポリアクリロニトリル等の合成樹脂、セルロース、アミロース等の多糖類、フィブロイン、ケラチン、リグニン、スベリン等の天然高分子、セラミックスなどの電気絶縁性材料を１種若しくは複数用いた多孔体、不織布、織布などを挙げることができる。また、セパレータは多層構造としてもよい。
【００９９】
次に、リチウムイオン二次電池の製造方法について説明する。
【０１００】
正極および負極に必要に応じてセパレータを挟装させ電極体とする。電極体は、正極、セパレータ及び負極を重ねた積層型、又は、正極、セパレータ及び負極を捲いた捲回型のいずれの型にしても良い。正極の集電体および負極の集電体から、外部に通ずる正極端子および負極端子までの間を、集電用リード等を用いて接続した後に、電極体に電解液を加えてリチウムイオン二次電池とするとよい。また、本発明のリチウムイオン二次電池は、電極に含まれる活物質の種類に適した電圧範囲で充放電を実行されればよい。
【０１０１】
本発明のリチウムイオン二次電池の形状は特に限定されるものでなく、円筒型、角型、コイン型、ラミネート型等、種々の形状を採用することができる。
【０１０２】
本発明のリチウムイオン二次電池は、車両に搭載してもよい。車両は、その動力源の全部あるいは一部にリチウムイオン二次電池による電気エネルギーを使用している車両であればよく、たとえば、電気車両、ハイブリッド車両などであるとよい。車両にリチウムイオン二次電池を搭載する場合には、リチウムイオン二次電池を複数直列に接続して組電池とするとよい。リチウムイオン二次電池を搭載する機器としては、車両以外にも、パーソナルコンピュータ、携帯通信機器など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。さらに、本発明のリチウムイオン二次電池は、風力発電、太陽光発電、水力発電その他電力系統の蓄電装置及び電力平滑化装置、船舶等の動力及び／又は補機類の電力供給源、航空機、宇宙船等の動力及び／又は補機類の電力供給源、電気を動力源に用いない車両の補助用電源、移動式の家庭用ロボットの電源、システムバックアップ用電源、無停電電源装置の電源、電動車両用充電ステーションなどにおいて充電に必要な電力を一時蓄える蓄電装置に用いてもよい。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【実施例】
【０１０４】
以下に、実施例および比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。      
【０１０５】
（実施例１）
以下のとおり、実施例１の材料を製造した。
【０１０６】
ａ）層状岩塩構造のＬｉＮｉ５／１０Ｃｏ３／１０Ｍｎ２／１０Ｏ２で表されるリチウム複合金属酸化物を準備した。
【０１０７】
ｂ）硝酸ニッケル６水和物１．３ｇ及びヘテロ元素含有有機化合物としてのグリシン１．７ｇを水１００ｍＬに溶解させた金属水溶液を準備した。
【０１０８】
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物１００ｇを純水４００ｍＬに分散させ、さらに酢酸を加えて、ｐＨ９の分散液を調製した。また、水酸化ナトリウム３０ｇに水を加えて１００ｍＬとした塩基性水溶液を調製した。
【０１０９】
ｄ）１５００ｒｐｍでの撹拌条件下、分散液に対し、金属水溶液を添加し、混合分散液を調製した。さらに、混合分散液に上記塩基性水溶液を添加して水酸化ニッケルを析出させることにより、リチウム複合金属酸化物の表面に水酸化ニッケルを主成分とする導電性酸化物前駆体を付着させた。この時の混合分散液のｐＨは１２であった。
【０１１０】
濾過、及び、１２０℃、５時間の乾燥により、導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物を分離した。
【０１１１】
ｅ）分離したリチウム複合金属酸化物を大気雰囲気下、７００℃で４時間加熱し、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された材料を得た。当該材料を水で洗浄し、濾過、乾燥することで、実施例１の材料を得た。
【０１１２】
（実施例２）
以下のとおり、実施例２の材料を製造した。
【０１１３】
ａ）層状岩塩構造のＬｉＮｉ５／１０Ｃｏ３／１０Ｍｎ２／１０Ｏ２で表されるリチウム複合金属酸化物を準備した。
【０１１４】
ｂ）硝酸ランタン６水和物２．２ｇ及びヘテロ元素含有有機化合物としてのエチレンジアミン四酢酸２．８ｇを水１００ｍＬに溶解させた金属水溶液を準備した。
【０１１５】
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物１００ｇを純水４００ｍＬに分散させ、さらに酢酸を加えて、ｐＨ９の分散液を調製した。また、水酸化ナトリウム３０ｇに水を加えて１００ｍＬとした塩基性水溶液を調製した。
【０１１６】
ｄ）１５００ｒｐｍでの撹拌条件下、分散液に対し、金属水溶液を添加し、混合分散液を調製した。さらに、混合分散液に上記塩基性水溶液を添加して水酸化ランタンを析出させることにより、リチウム複合金属酸化物の表面に水酸化ランタンを主成分とする導電性酸化物前駆体を付着させた。この時の混合分散液のｐＨは１３以上であった。
【０１１７】
濾過、及び、１２０℃、５時間の乾燥により、導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物を分離した。
【０１１８】
ｅ）分離したリチウム複合金属酸化物を大気雰囲気下、７００℃で４時間加熱し、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された材料を得た。当該材料を水で洗浄し、濾過、乾燥することで、実施例２の材料を得た。
【０１１９】
（実施例３）
以下のとおり、実施例３の材料を製造した。
【０１２０】
ａ）層状岩塩構造のＬｉＮｉ５／１０Ｃｏ３／１０Ｍｎ２／１０Ｏ２で表されるリチウム複合金属酸化物を準備した。
【０１２１】
ｂ）硝酸ランタン６水和物２．２ｇ、炭酸ストロンチウム０．３ｇ、硫酸コバルト０．８５ｇを水１００ｍＬに溶解させた金属水溶液を準備した。金属水溶液における、金属イオンのモル比はランタン：ストロンチウム：コバルト＝１：０．４：０．６である。
【０１２２】
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物１００ｇを純水４００ｍＬに分散させ、さらに酢酸を加えて、ｐＨ３．５の分散液を調製した。また、水酸化ナトリウム３０ｇに水を加えて１００ｍＬとした塩基性水溶液を調製した。
【０１２３】
ｄ）１５００ｒｐｍでの撹拌条件下、分散液に対し、金属水溶液を添加し、混合分散液を調製した。さらに、混合分散液に上記塩基性水溶液を添加して水酸化ランタン、水酸化ストロンチウム及び水酸化コバルトを析出させることにより、リチウム複合金属酸化物の表面に水酸化ランタン、水酸化ストロンチウム及び水酸化コバルトを含む複合金属水酸化物を主成分とする導電性酸化物前駆体を付着させた。この時の混合分散液のｐＨは１２であった。
【０１２４】
濾過、及び、１２０℃、５時間の乾燥により、導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物を分離した。
【０１２５】
ｅ）分離したリチウム複合金属酸化物を大気雰囲気下、８００℃で４時間加熱し、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された材料を得た。当該材料を水で洗浄し、濾過、乾燥することで、実施例３の材料を得た。
【０１２６】
（実施例４）
以下のとおり、実施例４の材料を製造した。
【０１２７】
ａ）層状岩塩構造のＬｉＮｉ５／１０Ｃｏ３／１０Ｍｎ２／１０Ｏ２で表されるリチウム複合金属酸化物を準備した。
【０１２８】
ｂ）硝酸ランタン６水和物２．２ｇ及び硫酸ニッケル１．３ｇ、並びにヘテロ元素含有有機化合物としてのマレイン酸１．１ｇ及びマロン酸１．４ｇを水１００ｍＬに溶解させた金属水溶液を準備した。金属水溶液における、金属イオンのモル比はランタン：ニッケル＝１：１である。
【０１２９】
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物１００ｇを純水４００ｍＬに分散させ、さらに酢酸を加えて、ｐＨ３．５の分散液を調製した。また、水酸化ナトリウム３０ｇに水を加えて１００ｍＬとした塩基性水溶液を調製した。
【０１３０】
ｄ）１５００ｒｐｍでの撹拌条件下、分散液に対し、金属水溶液を添加し、混合分散液を調製した。さらに、混合分散液に上記塩基性水溶液を添加して水酸化ランタン及び水酸化ニッケルを析出させることにより、リチウム複合金属酸化物の表面に水酸化ランタン及び水酸化ニッケルの複合金属水酸化物を主成分とする導電性酸化物前駆体を付着させた。この時の混合分散液のｐＨは１２であった。
【０１３１】
濾過、及び、１２０℃、５時間の乾燥により、導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物を分離した。
【０１３２】
ｅ）分離したリチウム複合金属酸化物を大気雰囲気下、６００℃で４時間加熱し、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された実施例４の材料を得た。
【０１３３】
次に、以下のとおり、実施例４のリチウムイオン二次電池を製造した。
【０１３４】
正極用集電体として厚み２０μｍのアルミニウム箔を準備した。正極活物質として９４質量部の実施例４の材料、導電助剤として３質量部のアセチレンブラック、および結着剤として３質量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を混合した。この混合物を適量のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて、スラリーを作製した。上記アルミニウム箔の表面に上記スラリーをのせ、ドクターブレードを用いてスラリーが膜状になるように塗布した。スラリーを塗布したアルミニウム箔を８０℃で２０分間乾燥することで、ＮＭＰを揮発により除去し、アルミニウム箔表面に活物質層を形成させた。表面に活物質層を形成させたアルミニウム箔を、ロ−ルプレス機を用いて圧縮し、アルミニウム箔と活物質層とを強固に密着接合させた。接合物を１２０℃で６時間、真空乾燥機で加熱し、所定の形状（２５ｍｍ×３０ｍｍの矩形状）に切り取り、正極とした。
【０１３５】
負極は以下のように作製した。
【０１３６】
グラファイト９８．３質量部と、結着剤としてスチレン−ブタジエンゴム１質量部及びカルボキシメチルセルロース０．７質量部とを混合し、この混合物を適量のイオン交換水に分散させてスラリーを作製した。このスラリーを負極用集電体である厚み２０μｍの銅箔にドクターブレードを用いて膜状になるように塗布し、スラリーを塗布した集電体を乾燥後プレスし、接合物を１２０℃で６時間、真空乾燥機で加熱し、所定の形状（２５ｍｍ×３０ｍｍの矩形状）に切り取り、負極とした。
【０１３７】
上記の正極および負極を用いて、ラミネート型リチウムイオン二次電池を製作した。詳しくは、正極および負極の間に、セパレータとしてポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレンの３層構造の樹脂膜からなる矩形状シート（２７×３２ｍｍ、厚さ２５μｍ）を挟装して極板群とした。この極板群を二枚一組のラミネートフィルムで覆い、三辺をシールした後、袋状となったラミネートフィルムに電解液を注入した。電解液としては、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート及びジメチルカーボネートを体積比３：３：４で混合した溶媒にＬｉＰＦ6を１モル／Ｌとなるよう溶解した溶液を用いた。その後、残りの一辺をシールすることで、四辺が気密にシールされ、極板群および電解液が密閉された実施例４のラミネート型リチウムイオン二次電池を得た。なお、正極および負極は外部と電気的に接続可能なタブを備え、このタブの一部は実施例４のリチウムイオン二次電池の外側に延出している。
【０１３８】
（実施例５）
ｅ）工程の加熱温度を７００℃とした以外は、実施例４と同様の方法で、実施例５の材料を製造した。
【０１３９】
（実施例６）
ｅ）工程の加熱温度を８００℃とした以外は、実施例４と同様の方法で、実施例６の材料及びリチウムイオン二次電池を製造した。
【０１４０】
（実施例７）
ｅ）工程の加熱温度を９００℃とした以外は、実施例４と同様の方法で、実施例７の材料を製造した。
【０１４１】
（実施例８）
以下のとおり、実施例８の材料を製造した。
【０１４２】
ａ）層状岩塩構造のＬｉＮｉ５／１０Ｃｏ３／１０Ｍｎ２／１０Ｏ２で表されるリチウム複合金属酸化物を準備した。
【０１４３】
ｂ）硝酸ランタン６水和物２．２ｇ及び硫酸ニッケル１．３ｇ、並びにヘテロ元素含有有機化合物としてのマレイン酸１．１ｇ及びマロン酸１．４ｇを水１００ｍＬに溶解させた金属水溶液を準備した。金属水溶液における、金属イオンのモル比はランタン：ニッケル＝１：１である。
【０１４４】
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物１００ｇを純水４００ｍＬに分散させ、さらに酢酸を加えて、ｐＨ９．５の分散液を調製した。また、水酸化ナトリウム３０ｇに水を加えて１００ｍＬとした塩基性水溶液を調製した。
【０１４５】
ｄ）１５００ｒｐｍでの撹拌条件下、分散液に対し、金属水溶液を添加し、混合分散液を調製した。金属水溶液の添加と並行して、混合分散液のｐＨが９．５に維持されるように混合分散液に上記塩基性水溶液を添加した。これらの操作により、水酸化ランタン及び水酸化ニッケルが同時に析出し、リチウム複合金属酸化物の表面に水酸化ランタン及び水酸化ニッケルを含む複合金属水酸化物を主成分とする導電性酸化物前駆体が付着した。
【０１４６】
濾過、及び、１２０℃、５時間の乾燥により、導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物を分離した。
【０１４７】
ｅ）分離したリチウム複合金属酸化物を大気雰囲気下、６００℃で４時間加熱し、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された実施例８の材料を得た。
【０１４８】
（実施例９）
以下のとおり、実施例９の材料を製造した。
【０１４９】
ａ）層状岩塩構造のＬｉＮｉ５／１０Ｃｏ３／１０Ｍｎ２／１０Ｏ２で表されるリチウム複合金属酸化物を準備した。
【０１５０】
ｂ）硝酸ランタン６水和物２．２ｇ及び硫酸ニッケル１．３ｇ、並びにヘテロ元素含有有機化合物としてのマレイン酸１．１ｇ及びマロン酸１．４ｇを水１００ｍＬに溶解させ、さらに、水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ５の金属水溶液を準備した。金属水溶液における、金属イオンのモル比はランタン：ニッケル＝１：１である。
【０１５１】
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物１００ｇを純水４００ｍＬに分散させ、さらに酢酸を加えて、ｐＨ３．５の分散液を調製した。また、水酸化ナトリウム３０ｇに水を加えて１００ｍＬとした塩基性水溶液を調製した。
【０１５２】
ｄ）１５００ｒｐｍでの撹拌条件下、分散液に対し、金属水溶液を添加し、混合分散液を調製した。金属水溶液を添加するのと同時に、混合分散液のｐＨが１０になるまで上記塩基性水溶液を添加した。これらの操作によって、水酸化ランタン及び水酸化ニッケルを緩慢な速度で析出させることにより、リチウム複合金属酸化物の表面に水酸化ランタン及び水酸化ニッケルを含む複合金属水酸化物を主成分とする導電性酸化物前駆体を付着させた。
【０１５３】
濾過、及び、１２０℃、５時間の乾燥により、導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物を分離した。
【０１５４】
ｅ）分離したリチウム複合金属酸化物を大気雰囲気下、６００℃で４時間加熱し、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された材料を得た。当該材料を水で洗浄し、濾過、乾燥することで、実施例９の材料を得た。
【０１５５】
（実施例１０）
以下のとおり、実施例１０の材料を製造した。
【０１５６】
ａ）層状岩塩構造のＬｉＮｉ５／１０Ｃｏ３／１０Ｍｎ２／１０Ｏ２で表されるリチウム複合金属酸化物を準備した。
【０１５７】
ｂ）硝酸ランタン６水和物２．２ｇ及びヘテロ元素含有有機化合物としてのエチレンジアミン四酢酸２．８ｇを水１００ｍＬに溶解させて第１金属水溶液を準備した。また、硫酸ニッケル１．３ｇ及びヘテロ元素含有有機化合物としてのグリシン１．７ｇを水１００ｍＬに溶解させて第２金属水溶液を準備した。
【０１５８】
ｃ）前記リチウム複合金属酸化物１００ｇを純水４００ｍＬに分散させ、さらに、酢酸を加えて、ｐＨ９の第１分散液を調製した。また、水酸化ナトリウム３０ｇに水を加えて１００ｍＬとした塩基性水溶液を調製した。
【０１５９】
ｄ）１５００ｒｐｍでの撹拌条件下、第１分散液に対し、第１金属水溶液を添加し、第１混合分散液を調製した。さらに、第１混合分散液に上記塩基性水溶液を添加して水酸化ランタンを析出させることにより、リチウム複合金属酸化物の表面に水酸化ランタンを主成分とする第１導電性酸化物前駆体を付着させた。この時の第１混合分散液のｐＨは１３であった。
【０１６０】
濾過及び水洗浄を行い、第１導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物を分離した。次いで、第１導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物を純水４００ｍＬに分散させた第２分散液を調製した。
【０１６１】
１５００ｒｐｍでの撹拌条件下、第２分散液に対し、第２金属水溶液を添加し、第２混合分散液を調製した。さらに、第２混合分散液に上記塩基性水溶液を添加して水酸化ニッケルを析出させることにより、第１導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物の表面に水酸化ニッケルを主成分とする第２導電性酸化物前駆体を付着させた。この時の第２混合分散液のｐＨは１３であった。
【０１６２】
濾過、及び、１２０℃、５時間の乾燥により、第１及び第２導電性酸化物前駆体を付着させたリチウム複合金属酸化物を分離した。
【０１６３】
ｅ）分離したリチウム複合金属酸化物を大気雰囲気下、６００℃で４時間加熱し、リチウム複合金属酸化物の表面に導電性酸化物部が形成された材料を得た。当該材料を水で洗浄し、濾過、乾燥することで、実施例１０の材料を得た。
【０１６４】
正極活物質として実施例１０の材料を用いた以外は、実施例４と同様の方法で、実施例１０のリチウムイオン二次電池を製造した。
【０１６５】
（比較例１）
ＬｉＮｉ５／１０Ｃｏ３／１０Ｍｎ２／１０Ｏ２で表されるリチウム複合金属酸化物を比較例１の材料とした。正極活物質として比較例１の材料を用いた以外は、実施例４と同様の方法で、比較例１のリチウムイオン二次電池を製造した。
【０１６６】
実施例１〜１０の材料の一覧を表２に示す。なお、表２の想定される導電性酸化物には、導電性酸化物を構成する金属の一部がＬｉＮｉ５／１０Ｃｏ３／１０Ｍｎ２／１０Ｏ２で表されるリチウム複合金属酸化物を構成する金属で置換された酸化物なども包含する。
【０１６７】
【表２】
0006413949.tif 000003
【０１６８】
（評価例１）
実施例１〜９の材料及び比較例１の材料につき、粉体抵抗率測定システム（株式会社三菱アナリテック）に供して、粉体の体積抵抗率を測定した。結果を表３に示す。
【０１６９】
【表３】
0006413949.tif 000004
【０１７０】
導電性酸化物部の存在に因り、材料の体積抵抗率が低減したことがわかる。また、ｅ）工程での加熱温度のみを変化させた実施例４〜７の材料の体積抵抗率の結果から、本発明の材料の粉体抵抗を低減できるとの観点からは、加熱温度は７００〜９００℃の範囲内が好ましく、７５０〜８５０℃の範囲内がより好ましいといえる。
【０１７１】
また、実施例４、実施例８及び実施例９の比較から、金属水溶液、分散液及び混合分散液のｐＨ調整によって、材料の体積抵抗率が変化することがわかる。
【０１７２】
（評価例２）
実施例１、２、４、８、１０の材料、及び、比較例１の材料につき、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて、表面観察を行った。図１〜６にそれぞれの材料のＳＥＭ像を示す。図１〜６から、各実施例の材料の表面に導電性酸化物部が形成されていることが確認できる。
【０１７３】
図４に示される実施例８の材料のＳＥＭ像から、実施例８の材料の表面には、長径が４０ｎｍ程度の多面体形状の導電性酸化物部が観察された。実施例８の材料の導電性酸化物部の結晶性は高いと推察され、そして、導電性酸化物部の結晶性の高さが、評価例１の体積抵抗率の低さを導いたと考えられる。
【０１７４】
また、図５に示されるように、実施例１０の材料には、リチウム複合金属酸化物を均一に被覆する膜状の導電性酸化物部が多く存在するといえる。
【０１７５】
（評価例３）
実施例４及び実施例９の材料につき、イオンスライサー（ＥＭ−０９１００ＩＳ、日本電子株式会社製）を用いたＡｒイオンミリング法にて断面を形成させ、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて断面を観察した。実施例４の材料の断面ＴＥＭ像を図７に、実施例９の材料の断面ＴＥＭ像を図８に、それぞれ示す。
【０１７６】
図７のＴＥＭ像において、中央付近の横線を含む上部分がリチウム複合金属酸化物部に該当し、中央付近の横線よりも下部分であって形状の不明瞭な部分が導電性酸化物部に該当する。図７においては、リチウム複合金属酸化物部と導電性酸化物部との間には間隙が観察される箇所があり、また、リチウム複合金属酸化物部に対して、秩序を伴った導電性酸化物部の結合は観察されなかった。導電性酸化物部の厚みは１５０ｎｍ程度であった。
【０１７７】
図８のＴＥＭ像において、中央付近の縦線を含む右部分がリチウム複合金属酸化物部に該当し、中央付近の縦線よりも左部分の、形状のやや不明瞭な部分が導電性酸化物部に該当する。図８においては、リチウム複合金属酸化物部と導電性酸化物部が、結晶学的な方位関係を保ちつつ、結合している様子が観察される。導電性酸化物部の厚みは１０ｎｍ程度であった。実施例９の材料の導電性酸化物部のリチウム複合金属酸化物部に対する密着性は高いと推察され、そして、かかる密着性の高さが、評価例１の体積抵抗率の低さを導いたと考えられる。なお、図８のＴＥＭ像は、図７のＴＥＭ像よりも１０倍程度倍率が高い。
【０１７８】
（評価例４）
実施例４、実施例６及び比較例１のリチウムイオン二次電池につき、以下の方法で放電抵抗を測定した。各リチウムイオン二次電池につき、電位差３．０５Ｖに調整し、２．５Ｃレートで１０秒間の放電を行った。放電抵抗（Ω）は以下の式で求めた。結果を表４に示す。
放電抵抗（Ω）＝|放電前の電圧−放電後の電圧|／電流値
【０１７９】
【表４】
0006413949.tif 000005
【０１８０】
導電性酸化物部の存在に因り、リチウムイオン二次電池の放電抵抗が低減したことがわかる。また、ｅ）工程での加熱温度にて、リチウムイオン二次電池の放電抵抗が変化することがわかる。
【０１８１】
（評価例５）
以下のとおり、実施例４、実施例６及び比較例１のリチウムイオン二次電池の容量維持率を測定した。
【０１８２】
まず、各リチウムイオン二次電池に対し、２５℃、０．３３Ｃレート、電圧４．５Ｖまで充電し、そして、電圧３．０Ｖまで０．３３Ｃレートで放電を行ったときの放電容量を測定し、これを初期容量とした。さらに、各リチウムイオン二次電池に対し、６０℃、１Ｃレートで電圧４．５Ｖから３．０Ｖの範囲の充放電サイクルを１００サイクル行い、その後、室温に５時間以上放置後、初期容量測定と同じ条件で放電容量を測定した。これをサイクル後容量とした。なお、例えば１Ｃとは一定電流において１時間で電池を完全充電または放電させるために要する電流値を意味する。容量維持率（％）は以下の式で求めた。
容量維持率（％）＝１００×サイクル後容量／初期容量
【０１８３】
結果を表５に示す。
【０１８４】
【表５】
0006413949.tif 000006
【０１８５】
本発明の材料を正極活物質として具備する二次電池は、容量維持率が優れていることが裏付けられた。また、ｅ）工程での加熱温度にて、リチウムイオン二次電池の容量維持率が変化することがわかる。
【０１８６】
（評価例６）
実施例４及び実施例１０のリチウムイオン二次電池につき、以下の方法で初期放電抵抗を測定した。各リチウムイオン二次電池につき、電位差３．１Ｖに調整し、２．５Ｃレートで１０秒間の放電を行った。初期放電抵抗（Ω）は以下の式で求めた。
初期放電抵抗（Ω）＝|放電前の電圧−放電後の電圧|／電流値
【０１８７】
各リチウムイオン二次電池に対し、２５℃、０．３３Ｃレートにて、４．５Ｖまで一定電流で充電して、４．５Ｖを５時間保持し、次いで、２．５Ｖまで一定電流で放電して、２．５Ｖを５時間保持する充放電サイクルを３０サイクル行い、その後、室温に５時間以上放置後、上記と同様の方法で充放電サイクル後の放電抵抗を測定した。結果を表６に示す。
【０１８８】
【表６】
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【０１８９】
実施例４の材料は、ｄ）工程にて、Ｌａ及びＮｉの両者を含む混合金属水溶液を用いて導電性酸化物前駆体を付着させたものである。他方、実施例１０の材料は、ｄ）工程にて、Ｌａを含む金属水溶液及びＮｉを含む金属水溶液のそれぞれを用いて各導電性酸化物前駆体を順に付着させたものである。
【０１９０】
ｂ）工程での金属水溶液が複数の場合、ｄ）工程をそれぞれの金属水溶液毎に行うことで得られる本発明の材料は、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いた際に、より好適な特性を発揮するといえる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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