(57)【要約】【課題】組成や粒径を制御しやすいケイ酸化合物の製造方法を提供する。【解決手段】Ａa-bＸbＳｉ1-cＺcＯd（ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＸはＺｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、ＺはＰ、Ｂ、Ａｌ、Ｖ、Ｇ、２＜ａ≦４．４、０≦ｂ＜０．９、０≦ｃ≦０．２、ｄはａ、ｂ、ｃ、Ｘの価数、Ｚの価数に依存する数）の組成を有するケイ酸Ａ化合物と、Ｍe-fＸfＳｉ1-gＺgＯh（ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃａ、ＸおよびＺは前記と同じ、１＜ｅ≦２．２、０≦ｆ＜０．５、０≦ｇ≦０．２、ｈはｅ、ｆ、ｇ、Ｍの価数、Ｘの価数、Ｚの価数に依存する数）の組成を有するケイ酸Ｍ化合物との混合物を加熱し、ＡiＭjＸkＳｉ1-mＺmＯn（Ａ、Ｍ、Ｘ、Ｚは前記と同じ、１．８≦ｉ≦２．２、０．９≦ｊ≦１．１、ｋ≦ｋ≦０．２（ｉ＋ｊ＋ｋ）、０≦ｍ≦０．２）の組成を有するケイ酸化合物を製造する。【選択図】図１
2013067543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下式（１）で表される組成を有するケイ酸Ａ化合物と、下式（２）で表される組成を有するケイ酸Ｍ化合物との混合物を得る混合工程、および
前記混合物を加熱して、下式（３）で表される組成を有するケイ酸化合物を得る加熱工程、をこの順に具備することを特徴とするケイ酸化合物の製造方法。
Ａa-bＸbＳｉ1-cＺcＯd    （１）
（式（１）中、ＡはＬｉ、ＮａおよびＫからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子、ＸはＺｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏおよびＷからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子、ＺはＰ、Ｂ、Ａｌ、ＶおよびＧｅからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子であり、ａは２＜ａ≦４．４、ｂは０≦ｂ＜０．９、ｃは０≦ｃ≦０．２であり、ｄはａ、ｂおよびｃの数値、および、Ｘの価数およびＺの価数に依存する数であり、電気的中性を満たす数である。）
Ｍe-fＸfＳｉ1-gＺgＯh    （２）
（式（２）中、ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｇおよびＣａからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子であり、ＸおよびＺは前記と同じ種類の原子を示し、ｅは１＜ｅ≦２．２、ｆは０≦ｆ＜０．５、ｇは０≦ｇ≦０．２であり、ｈはｅ、ｆおよびｇの数値、および、Ｍの価数、Ｘの価数およびＺの価数に依存する数であり、電気的中性を満たす数である。）
ＡiＭjＸkＳｉ1-mＺmＯn    （３）
（式（３）中、Ａ、Ｍ、ＸおよびＺは前記と同じ種類の原子を示し、ｉは１．８≦ｉ≦２．２、ｊは０．９≦ｊ≦１．１、ｋは０≦ｋ≦０．２（ｉ＋ｊ＋ｋ）、ｍは０≦ｍ≦０．２であり、ｎはｉ、ｊ、ｋおよびｍの数値、および、Ｍの価数、Ｘの価数およびＺの価数に依存する数であり、電気的中性を満たす数である。）
【請求項２】
前記ケイ酸Ａ化合物の原料調合物を加熱して溶融物を得た後、該溶融物を冷却して前記ケイ酸Ａ化合物を調製する工程を具備することを特徴とする、請求項１に記載のケイ酸化合物の製造方法。
【請求項３】
前記ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物を加熱して溶融物を得た後、該溶融物を冷却して前記ケイ酸Ｍ化合物を調製する工程を具備する、請求項１または２に記載のケイ酸化合物の製造方法。
【請求項４】
前記ケイ酸Ａ化合物の原料調合物中に、
原子Ａが、Ａの炭酸塩、Ａの炭酸水素塩、Ａの水酸化物、Ａのケイ酸塩、Ａのリン酸塩、Ａのホウ酸塩、Ａの塩化物、Ａの硝酸塩、Ａの硫酸塩、およびＡの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種（ただし、該少なくとも１種の一部または全部は、それぞれ水和塩を形成していてもよい。）として含まれ、
原子Ｘが、Ｘの酸化物、Ｘのオキシ水酸化物、Ｘのケイ酸塩、Ｘのリン酸塩、Ｘのホウ酸塩、金属Ｘ、Ｘの塩化物、Ｘの硝酸塩、Ｘの硫酸塩、Ｘのアルコキシド、およびＸの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
Ｓｉが、酸化ケイ素、Ａのケイ酸塩、およびＳｉのアルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
原子Ｚが、Ｚの酸化物、Ｚのオキシ水酸化物、Ａのリン酸塩、Ａのホウ酸塩、Ａのアルミン酸塩、Ａのバナジン酸塩、Ａのゲルマン酸塩、Ｚのアンモニウム塩、およびＺの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれる、請求項２に記載のケイ酸化合物の製造方法。
【請求項５】
前記ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物中に、
原子Ｍが、Ｍの酸化物、Ｍのオキシ水酸化物、Ｍのケイ酸塩、Ｍのリン酸塩、Ｍのホウ酸塩、金属Ｍ、Ｍの塩化物、Ｍの硝酸塩、Ｍの硫酸塩、Ｍのアルコキシド、およびＭの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
原子Ｘが、Ｘの酸化物、Ｘのオキシ水酸化物、Ｘのケイ酸塩、Ｘのリン酸塩、Ｘのホウ酸塩、金属Ｘ、Ｘの塩化物、Ｘの硝酸塩、Ｘの硫酸塩、Ｘのアルコキシド、およびＸの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
Ｓｉが、酸化ケイ素、Ｍのケイ酸塩、およびＳｉのアルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
原子Ｚが、Ｚの酸化物、Ｚのオキシ水酸化物、Ｍのリン酸塩、Ｍのホウ酸塩、Ｍのアルミン酸塩、Ｍのバナジン酸塩、Ｍのゲルマン酸塩、Ｚのアンモニウム塩、およびＺの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれる、請求項３に記載のケイ酸化合物の製造方法。
【請求項６】
前記混合工程において、前記混合物に、有機化合物および炭素系導電活物質からなる群より選ばれる少なくとも１種の炭素源を含ませ、かつ該炭素源中の炭素換算量（質量）が、該混合物の質量と該炭素源中の炭素換算量（質量）との合計質量に対して、０．１〜２０質量％である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のケイ酸化合物の製造方法。
【請求項７】
前記加熱工程を不活性ガス中または還元ガス中、５００〜９００℃で行う、請求項１〜６のいずれか一項に記載のケイ酸化合物の製造方法。
【請求項８】
前記加熱工程で得られる前記ケイ酸化合物の比表面積が、０．２〜２００ｍ2／ｇである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のケイ酸化合物の製造方法。
【請求項９】
原子ＡがＬｉであり、原子ＭがＦｅおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のケイ酸化合物の製造方法。
【請求項１０】
前記加熱工程で得られる前記ケイ酸化合物がオリビン型結晶粒子である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のケイ酸化合物の製造方法。
【請求項１１】
前記加熱工程で得られる前記ケイ酸化合物が、下式（４）で表される組成を有するオリビン型結晶粒子である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のケイ酸化合物の製造方法。
Ｌｉi（Ｆｅ1-pＭｎp）jＳｉＯi/2+j+2    （４）
（式（４）中、ｉおよびｊは前記と同じ数値を示し、ｐは０≦ｐ≦１である。）
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法によってケイ酸化合物を得て、次に該ケイ酸化合物を二次電池用正極材料として用いて二次電池用正極を製造することを特徴とする二次電池用正極の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の製造方法によって二次電池用正極を得て、次に該二次電池用正極を用いて二次電池を製造することを特徴とする二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケイ酸化合物、二次電池用正極および二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、世界的な二酸化炭素排出規制や省エネルギーの観点から、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車の開発ならびに普及が進められている。これらの実現には、使用される二次電池の安全性を維持しつつ、高容量化、高エネルギー化、大型化することが課題とされている。次世代のリチウムイオン二次電池の正極材料等として、単位格子中に２原子のＬｉを含み、多電子反応による高容量化が可能なオリビン（カンラン石）型ケイ酸化合物（Ｌｉ2ＭＳｉＯ4、Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ等）が注目されている。
【０００３】
特許文献１には、Ｌｉ2-xＭＳｉＯ4（Ｍは少なくともＣｏまたはＭｎを含む遷移金属、ｘは０≦ｘ≦２）で表される固溶体化合物を２回の焼成を含む固相反応法で製造する方法が提案されている。
特許文献２には、Ａ2-aＭＳｉＯ4（Ａはアルカリ金属、ＭはＭｎ、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉ、ａは０≦ａ＜２）で表されるシリケート化合物を、Ａ、Ｍ、Ｓｉの供給源となる化合物を混合し、加熱して溶融した後、−１，０００℃／時間程度の冷却速度で徐冷して得る方法が提案されている。
特許文献３には、ＬｉaＭbＳｉcＯ4（ＭはＭｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの遷移金属、ａは１＜ａ≦３、ｂは０．５≦ｂ≦１．５、ｃは０．５≦ｃ≦１．５）で表されるリチウム遷移金属ケイ酸塩を、Ｍを含む金属化合物、リチウム化合物およびポリシランやポリシラザン等のケイ素系高分子化合物を含む混合物を焼成して製造する方法が提案されている。
特許文献４には、オリビン型ケイ酸Ｍリチウム（Ｍは金属元素）を、ケイ酸源としてのコロイダルシリカとリチウム源および金属元素Ｍ源とを湿式混練し、得られた混練物を混練しつつ乾燥した後、得られた混合乾涸物に対し金属元素Ｍを還元する雰囲気下で熱処理して製造する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３５３２５号公報
【特許文献２】特開２００８−２１８３０３号公報
【特許文献３】国際公開第２００８／１２３３１１号
【特許文献４】特開２０１１−０７６７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法は、仮焼と焼成２回を含む固相反応法であるため、ケイ酸化合物の生産性に劣る。また、高温で焼成するため、得られる粒子の粒径が大きくなり、該粒子を二次電池用正極材料として使用することが困難である。
特許文献２に記載された方法は、ルツボ等の溶融容器から固化物を取り出すのに労力がかかり、また容器の損耗を早めるという問題を有している。得られる化合物は塊状であり、粉末状の粒子は得ることは困難である。該化合物を二次電池用正極材料として使用するためには充分な粉砕を行う必要があり、多くの労力がかかるのみならず、粉砕した粒子に歪が蓄積しやすい。さらに、冷却過程での結晶化を伴うため、組成、結晶種、結晶の大きさに偏析が生じやすい。組成や粒径を制御することが困難である。
特許文献３に記載された方法は、Ｓｉ源として高価なケイ素系高分子化合物を使用しているため、ケイ酸化合物の製造コストが増加する。また、副生成物として金属炭化物が生成しやすく、二次電池用正極材料として用いた場合に電気容量の低下が生じることがある。
特許文献４に記載された方法は、Ｓｉ源として高価なコロイダルシリカを用いて、湿式混練を含む工程でケイ酸Ｍリチウムを合成するため、生産効率が低く、製造コストがかさむ。また、湿式混練中にＭの水酸化物が生成しやすく、反応の制御が困難である。
【０００６】
本発明は、組成や粒径を良好に制御したケイ酸化合物を安価にかつ効率的に製造できる製造方法の提供を目的とする。また、電池特性や信頼性に優れる二次電池用正極および二次電池を製造できる製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下記［１］〜［１３］の発明である。
［１］  下式（１）で表される組成を有するケイ酸Ａ化合物と、下式（２）で表される組成を有するケイ酸Ｍ化合物との混合物を得る混合工程、および
前記混合物を加熱して、下式（３）で表される組成を有するケイ酸化合物を得る加熱工程、をこの順に具備することを特徴とするケイ酸化合物の製造方法。
Ａa-bＸbＳｉ1-cＺcＯd    （１）
（式（１）中、ＡはＬｉ、ＮａおよびＫからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子、ＸはＺｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏおよびＷからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子、ＺはＰ、Ｂ、Ａｌ、ＶおよびＧｅからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子であり、ａは２＜ａ≦４．４、ｂは０≦ｂ＜０．９、ｃは０≦ｃ≦０．２であり、ｄはａ、ｂおよびｃの数値、および、Ｘの価数およびＺの価数に依存する数であり、電気的中性を満たす数である。）
Ｍe-fＸfＳｉ1-gＺgＯh    （２）
（式（２）中、ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｇおよびＣａからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子であり、ＸおよびＺは前記と同じ種類の原子を示し、ｅは１＜ｅ≦２．２、ｆは０≦ｆ＜０．５、ｇは０≦ｇ≦０．２であり、ｈはｅ、ｆおよびｇの数値、および、Ｍの価数、Ｘの価数およびＺの価数に依存する数であり、電気的中性を満たす数である。）
ＡiＭjＸkＳｉ1-mＺmＯn    （３）
（式（３）中、Ａ、Ｍ、ＸおよびＺは前記と同じ種類の原子を示し、ｉは１．８≦ｉ≦２．２、ｊは０．９≦ｊ≦１．１、ｋは０≦ｋ≦０．２（ｉ＋ｊ＋ｋ）、ｍは０≦ｍ≦０．２であり、ｎはｉ、ｊ、ｋおよびｍの数値、および、Ｍの価数、Ｘの価数およびＺの価数に依存する数であり、電気的中性を満たす数である。）
［２］  前記ケイ酸Ａ化合物の原料調合物を溶融して溶融物を得た後、該溶融物を冷却して前記ケイ酸Ａ化合物を調製する工程を具備する、［１］のケイ酸化合物の製造方法。
［３］  前記ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物を溶融して溶融物を得た後、該溶融物を冷却して前記ケイ酸Ｍ化合物を調製する工程を具備する、［１］または［２］に記載のケイ酸化合物の製造方法。
［４］  前記ケイ酸Ａ化合物の原料調合物中に、
原子Ａが、Ａの炭酸塩、Ａの炭酸水素塩、Ａの水酸化物、Ａのケイ酸塩、Ａのリン酸塩、Ａのホウ酸塩、Ａの塩化物、Ａの硝酸塩、Ａの硫酸塩、およびＡの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種（ただし、該少なくとも１種の一部または全部は、それぞれ水和塩を形成していてもよい。）として含まれ、
原子Ｘが、Ｘの酸化物、Ｘのオキシ水酸化物、Ｘのケイ酸塩、Ｘのリン酸塩、Ｘのホウ酸塩、金属Ｘ、Ｘの塩化物、Ｘの硝酸塩、Ｘの硫酸塩、Ｘのアルコキシド、およびＸの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
Ｓｉが、酸化ケイ素、Ａのケイ酸塩、およびＳｉのアルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
原子Ｚが、Ｚの酸化物、Ｚのオキシ水酸化物、Ａのリン酸塩、Ａのホウ酸塩、Ａのアルミン酸塩、Ａのバナジン酸塩、Ａのゲルマン酸塩、Ｚのアンモニウム塩、およびＺの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれる、［２］のケイ酸化合物の製造方法。
［５］  前記ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物中に、
原子Ｍが、Ｍの酸化物、Ｍのオキシ水酸化物、Ｍのケイ酸塩、Ｍのリン酸塩、Ｍのホウ酸塩、金属Ｍ、Ｍの塩化物、Ｍの硝酸塩、Ｍの硫酸塩、Ｍのアルコキシド、およびＭの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
原子Ｘが、Ｘの酸化物、Ｘのオキシ水酸化物、Ｘのケイ酸塩、Ｘのリン酸塩、Ｘのホウ酸塩、金属Ｘ、Ｘの塩化物、Ｘの硝酸塩、Ｘの硫酸塩、Ｘのアルコキシド、およびＸの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
Ｓｉが、酸化ケイ素、Ｍのケイ酸塩、およびＳｉのアルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれ、
原子Ｚが、Ｚの酸化物、Ｚのオキシ水酸化物、Ｍのリン酸塩、Ｍのホウ酸塩、Ｍのアルミン酸塩、Ｍのバナジン酸塩、Ｍのゲルマン酸塩、Ｚのアンモニウム塩、およびＺの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種として含まれる、［３］のケイ酸化合物の製造方法。
［６］  前記混合工程において、前記混合物に、有機化合物および炭素系導電活物質からなる群より選ばれる少なくとも１種の炭素源を含ませ、かつ該炭素源中の炭素換算量（質量）が、該混合物の質量と該炭素源中の炭素換算量（質量）との合計質量に対して、０．１〜２０質量％である、［１］〜［５］のケイ酸化合物の製造方法。
［７］  前記加熱工程を不活性ガス中または還元ガス中、５００〜９００℃で行う、［１］〜［６］のケイ酸化合物の製造方法。
［８］  前記加熱工程で得られる前記ケイ酸化合物の比表面積が、０．２〜２００ｍ2／ｇである、［１］〜［７］のケイ酸化合物の製造方法。
［９］  原子ＡがＬｉであり、原子ＭがＦｅおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子である、［１］〜［８］のケイ酸化合物の製造方法。
［１０］  前記加熱工程で得られる前記ケイ酸化合物がオリビン型結晶粒子である、［１］〜［９］のケイ酸化合物の製造方法。
［１１］  前記加熱工程で得られる前記ケイ酸化合物が、下式（４）で表される組成を有するオリビン型結晶粒子である、［１］〜［１０］のケイ酸化合物の製造方法。
Ｌｉi（Ｆｅ1-pＭｎp）jＳｉＯi/2+j+2    （４）
（式（４）中、ｉおよびｊは前記と同じ数値を示し、ｐは０≦ｐ≦１である。）
【０００８】
［１２］  ［１］〜［１１］の製造方法によってケイ酸化合物を得て、次に該ケイ酸化合物を二次電池用正極材料として用いて二次電池用正極を製造することを特徴とする二次電池用正極の製造方法。
［１３］  ［１２］の製造方法によって二次電池用正極を得て、次に該二次電池用正極を用いて二次電池を製造することを特徴とする二次電池の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法によれば、ケイ酸化合物の組成や粒径を良好に制御できる。よって、二次電池用正極材料として有用な種々の組成を有するケイ酸化合物が安価にかつ効率的に製造できる。また、本発明の製造方法で得たケイ酸化合物を用いることにより、電池特性や信頼性に優れる二次電池用正極および二次電池が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例３１、３３および３５で製造したケイ酸化合物のＸ線回折パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の説明において、ＡはＬｉ、ＮａおよびＫからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表す。Ａは上記３種のアルカリ金属元素の原子を表す。Ａは２種以上の原子の組み合わせからなっていてもよい。ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｇおよびＣａからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表す。Ｍは上記４種の遷移金属元素または２種のアルカリ土類金属元素の原子を表す。Ｍは２種以上の原子の組み合わせからなっていてもよい。なお、式（１）、式（２）、式（３）等の化学式は平均組成を表す。
また、オリビン型構造の結晶を以下、オリビン型結晶といい、オリビン型結晶を含む粒子を以下、オリビン型結晶粒子ともいう。オリビン型結晶粒子は、オリビン型結晶構造以外の結晶構造を部分的に含んでいてもよく、非結晶構造を部分的に含んでいてもよい。オリビン型結晶粒子としては、その実質的に全てがオリビン型結晶からなっていることが好ましい。
【００１２】
［ケイ酸化合物の製造方法］
本発明のケイ酸化合物の製造方法は、以下の混合工程（Ｉ）〜加熱工程（ＩＩ）の各工程を、この順に行う。混合工程（Ｉ）〜加熱工程（ＩＩ）の工程前、工程間、および工程後には、各工程に影響を及ぼさない限り、他の工程を行ってもよい。
【００１３】
混合工程（Ｉ）：式（１）：Ａa-bＸbＳｉ1-cＺcＯd（式中の記号は、Ａ、ＸおよびＺは前記と同じ種類の原子を示し、ａ、ｂ、ｃおよびｄは前記と同じ数値を示す。）で表される組成を有するケイ酸Ａ化合物と、式（２）：Ｍe-fＸfＳｉ1-gＺgＯh（式中の記号は、Ｍ、ＸおよびＺは前記と同じ種類の原子を示し、ｅ、ｆ、ｇおよびｈは前記と同じ数値を示す。）で表される組成を有するケイ酸Ｍ化合物との混合物を得る工程、
加熱工程（ＩＩ）：前記混合物を加熱して、式（３）：ＡiＭjＸkＳｉ1-mＺmＯn（式中の記号は、Ａ、Ｍ、ＸおよびＺは前記と同じ種類の原子を示し、ｉ、ｊ、ｋ、ｍおよびｎは前記と同じ数値を示す。）で表される組成を有するケイ酸化合物（以下、ケイ酸化合物（３）ともいう。）を得る工程。
【００１４】
ケイ酸化合物（３）の表面の少なくとも一部を導電材で被覆してもよい。該導電材は、導電性炭素であることが好ましい。導電性炭素は、炭素源から形成される。炭素源は、有機化合物および炭素系導電活物質からなる群より選ばれる少なくとも１種である。有機化合物は、加熱により熱分解され、さらに少なくとも一部が炭化物となって、該炭化物が導電性炭素となる。有機化合物の熱分解は４００℃以下で行うことが好ましく、炭化は７００℃以下で行うことが好ましい。加熱を７００℃以下で行うと、有機化合物の炭化に加えて、熱分解反応に伴う体積変化を小さくできるため、該炭化物からなる導電性炭素が、ケイ酸化合物（３）の粒子表面または化合物粒子間の界面に均一かつ強固に結合でき、導電材として機能する。炭素系導電活物質は、導電性炭素として機能する。
炭素源は、混合工程（Ｉ）で含ませることが好ましい。混合工程（Ｉ）で炭素源を含ませる場合には、混合物と炭素源とを含む粉砕物を得ることが好ましい。
炭素源は、加熱工程（ＩＩ）で得られたケイ酸化合物（３）に含ませて、加熱してもよい。該加熱温度は５００〜１，０００℃が好ましい。
以下、各工程について具体的に説明する。
【００１５】
（混合工程（Ｉ））
混合工程（Ｉ）は、式（１）で表される組成を有するケイ酸Ａ化合物と、式（２）で表される組成を有するケイ酸Ｍ化合物との混合物を得る工程である。混合工程（Ｉ）においては、ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物とを、式（３）で表される組成となるように混合することが好ましい。
式（１）において、ａが２＜ａ≦４．４、ｂが０≦ｂ＜０．９、ｃが０≦ｃ≦０．２であると共に、式（２）において、ｅが１＜ｅ≦２．２、ｆが０≦ｆ＜０．５、ｇが０≦ｇ≦０．２であるため、後工程の加熱工程（ＩＩ）で、ケイ酸化合物（３）を効率的に得られる。特に、該ケイ酸化合物（３）は、オリビン型結晶構造を含むケイ酸化合物、特にオリビン型結晶構造のみからなるケイ酸化合物が得られる。式（１）において、ａが３＜ａ≦４．４であると、Ｘが多く含まれる場合（ｂが該範囲内の場合）においても、得られるケイ酸化合物（３）の充放電容量を高く維持できる。
式（１）および式（２）におけるｂ、ｃ、ｆおよびｇが０であると、式：ＡiＭjＳｉＯn1（式中、ＡおよびＭは前記と同じ種類の原子を示し、ｉおよびｊは前記と同じ数値を示し、ｎ１はｉおよびｊの数値、および、Ｍの価数に依存する数であり、電気的中性を満たす数である。）で表される組成を有する、オリビン型結晶を有するケイ酸化合物が得られる。
【００１６】
ケイ酸Ａ化合物において、原子ＡはＬｉ、ＮａおよびＫからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子である。本発明の製造方法で製造するケイ酸化合物を二次電池用正極材料に使用する場合、Ｌｉを必須とするのが好ましく、Ｌｉのみであることが特に好ましい。Ｌｉを含むケイ酸化合物は、二次電池の単位体積（質量）当たりの容量を高くできる。
【００１７】
ケイ酸Ｍ化合物において、原子ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｇおよびＣａからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子である。原子Ｍは１種のみ、または、２種からなるのが好ましい。本発明の製造方法で製造するケイ酸化合物を二次電池用正極材料に使用する場合、原子ＭはＦｅのみ、Ｍｎのみ、またはＦｅおよびＭｎからなるのが、コストの点で好ましい。原子Ｍの価数は、本発明の製造方法の各工程で変化しうる数値であり、＋２〜＋４の範囲が好ましい。原子Ｍの価数は、原子ＭがＦｅの場合は＋２、＋８／３、または＋３、Ｍｎの場合は＋２、＋３、または＋４、Ｃｏの場合は＋２、＋８／３、または＋３、Ｎｉの場合は＋２または＋４、ＭｇおよびＣａの場合は＋２が好ましい。
【００１８】
ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物において、原子ＸはＺｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏおよびＷからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子である。ケイ酸Ａ化合物は、原子Ａの一部として原子Ｘを含んでいてもよい。また、ケイ酸Ｍ化合物は、原子Ｍの一部として原子Ｘを含んでいてもよい。ケイ酸Ｍ化合物が、原子Ｍの一部として原子Ｘを含むと、得られるケイ酸化合物（３）の電子伝導性が向上する。原子Ｘの価数は、本発明の製造方法の各工程で変化しうる数値であり、＋２〜＋５の範囲が好ましい。原子Ｘの価数は、原子ＸがＺｒの場合は＋４、Ｔｉの場合は＋２または＋４、Ｎｂの場合は＋２または＋５、Ｔａの場合は＋２または＋５、Ｍｏの場合は＋４または＋６、Ｗの場合は＋４または＋６である。
【００１９】
ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物において、原子ＺはＰ、Ｂ、Ａｌ、ＶおよびＧｅからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子である。ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物は、Ｓｉの一部として原子Ｚを含んでいてもよい。ケイ酸Ａ化合物またはケイ酸Ｍ化合物が、Ｓｉの一部として原子Ｚを含むと、得られるケイ酸化合物（３）の結晶構造が安定する。原子Ｚの価数は、本発明の製造方法の各工程で変化しうる数値であり、＋３〜＋６の範囲が好ましい。原子Ｚの価数は、原子ＺがＰの場合は＋５、Ｂの場合は＋３、Ａｌの場合は＋３、Ｖの場合は＋３または＋５、Ｇｅの場合は＋４である。
【００２０】
原子Ｘおよび原子Ｚは、ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物とは別に添加してもよいが、予めケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の少なくとも一方が含むことが好ましい。ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物は、原子Ａ、原子Ｍ、ケイ素（Ｓｉ）、原子Ｘ、原子Ｚおよび酸素（Ｏ）以外の原子を含んでいてもよい（以下、原子Ｔともいう。）。原子Ｔの含有量（複数の原子の場合には合計量）は、加熱工程（ＩＩ）で得られるケイ酸化合物（３）中の酸化物換算量（単位：モル％）が０．１〜３％である量が好ましい。
【００２１】
ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の形態は特に限定されない。ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物は非晶質物であることが好ましいが、ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の一部は結晶化物であってもよい。非晶質物の場合には、広い組成範囲でケイ酸Ａ化合物やケイ酸Ｍ化合物が得られる。さらに、非晶質物は結晶質物に比べて柔らかいので粉砕しやすく、ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物との反応性を高めることができる。ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物が結晶化物を含む場合、加熱工程（ＩＩ）で結晶化物が結晶核となり、結晶化しやすくなる。ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の結晶化物の量は、ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の全質量に対して０〜３０質量％であることが好ましい。ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の純度は特に限定されない。反応性や二次電池用正極として用いた場合の電池特性等を考慮すると、水和水を除く純度が９９質量％以上であることが好ましい。
【００２２】
ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物との混合割合は、モル比で０．５：１〜２：１が好ましい。混合割合を上記範囲とすることで、ケイ酸化合物（３）が得られやすい。混合割合は０．９：１〜１．１：１が特に好ましく、この範囲によりケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物との反応が生じやすくなる。
【００２３】
ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物とは、混合しつつ粉砕することが好ましい。加熱工程（ＩＩ）で得られるケイ酸化合物（３）は絶縁物質であるため、ケイ酸化合物（３）を二次電池用正極材料として使用する場合には、微粉化して導電性を高めることが好ましい。ただし、後述するケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の調製工程で各化合物を粉砕し、これら化合物の粉砕物を混合する場合には、粉砕を省いて混合するだけであってもよい。
【００２４】
ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物とを混合しつつ粉砕する場合、カッターミル、ジョークラッシャー、ハンマーミル、ボールミル、ジェットミル、遊星ミル等を用いて混合・粉砕を行うことが好ましい。混合・粉砕メディアとしては、ジルコニアボール、アルミナボール、ガラスボール等を用いることが好ましい。
【００２５】
混合・粉砕は乾式または湿式のいずれで行ってもよいが、粉砕粒度の観点から湿式で行うのが好ましい。混合・粉砕に用いる溶媒としては、水、またはエタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、ヘキサン、トルエン等の有機溶媒を用いることができる。コストや安全性の面からは水が好ましい。混合・粉砕を湿式で行った場合、溶媒を沈降、濾過、減圧乾燥、加熱乾燥等で除去した後に、加熱工程（ＩＩ）を実施するのが好ましい。ただし、溶媒が少ない場合、特に混合・粉砕物の質量に占める固形分の質量の割合が３０％以上の場合には、溶媒を含んだ状態で加熱工程（ＩＩ）に供してもよい。
【００２６】
混合・粉砕物の平均粒径は、体積基準のメディアン径で１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、１０ｎｍ〜５μｍが特に好ましい。平均粒径が上記範囲の下限値以上であると、加熱工程（ＩＩ）で混合・粉砕物同士が焼結して粒径が大きくなりすぎることがないために好ましい。上記範囲の上限値以下であると、加熱工程（ＩＩ）での加熱温度や時間を低減できるために好ましい。平均粒径の測定は、例えば沈降法やレーザ回折／散乱式粒子径測定装置、フロー式画像分析装置で測定でき、作業性の点からレーザ回折／散乱式粒子径測定装置で測定することが好ましい。
【００２７】
本発明におけるケイ酸化合物は絶縁物質であるため、二次電池用正極材料として用いる場合には、ケイ酸化合物の表面の少なくとも一部を導電材で被覆することが好ましい。混合工程（Ｉ）においては、ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物と導電材となる炭素源を含ませるのが好ましい。炭素源としては、有機化合物および炭素系導電活物質からなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましい。炭素源としては、有機化合物のみ、炭素系導電活物質のみ、有機化合物と炭素系導電活物質とを併用のいずれでもよいが、有機化合物と炭素系導電活物質とを併用することが特に好ましい。併用することによって、ケイ酸化合物内での炭素系導電活物質の分布が均一となり、また有機化合物やその熱分解物（炭化物）との接触面積が大きくなる。これらによって、ケイ酸化合物を用いた二次電池用正極材料の導電性を高めることができる。
混合工程（Ｉ）は、ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物と炭素源とを混合した後に粉砕する工程、ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物と炭素源とをそれぞれ粉砕した後に混合する工程、また、ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物を粉砕した後に炭素源を含ませる工程であるのがより好ましい。なお、炭素源が有機化合物のみである場合には、粉砕せず、ケイ酸Ａ化合物とケイ酸Ｍ化合物とに混合できる。
なお、混合物に含ませた炭素源は、混合工程（Ｉ）や加熱工程（ＩＩ）における酸化を防止し、さらに還元を促進する。
【００２８】
炭素源の質量の割合は、炭素源中の炭素換算量（質量）が、ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の質量と、該炭素源中の炭素換算量（質量）との合計質量に対して、０．１〜２０質量％となる量が好ましく、０．１〜１０質量％となる量がより好ましく、２〜１０質量％となる量が特に好ましい。炭素源の量を上記範囲の下限値以上とすることで、ケイ酸化合物を二次電池用正極材料として用いる場合に電気伝導性を充分に高めることができる。上記範囲の上限値以下とすることで、ケイ酸化合物を被覆する導電性炭素の厚さが厚くなりすぎず、ケイ酸化合物を用いて二次電池用正極を製造した際に、二次電池用正極活物質に電解液を充分に行きわたらせることができる。
【００２９】
〈有機化合物〉
炭素源としての有機化合物は、不活性ガス中または還元ガス中で加熱した際に熱分解反応し、酸素や水素が離脱して炭化する化合物が好ましい。有機化合物としては、糖類、アルカン、アミノ酸類、ペプチド類、アルデヒド類、ケトン類、カルボン酸類、テルペン類、複素環式アミン類、脂肪酸および官能基を有する脂肪族非環状ポリマーからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましい。該有機化合物は１種を用いても、２種以上を用いてもよい。
糖類としては、グルコース、フラクトース、ガラクトース等の単糖類、スクロース、マルトース、セロビオース、トレハロース等のオリゴ糖、転化糖、デキストリン、アミロース、アミロペクチン、セルロース等の多糖類、およびアスコルビン酸等が挙げられる。
アルカンとしては、炭素数が１〜４０のパラフィンが好ましい。
アミノ酸類としては、アラニン、グリシン等のアミノ酸が挙げられる。
ペプチド類としては、分子量が１，０００以下の低分子ペプチドが挙げられる。
【００３０】
アルデヒド類としては、炭素数が７〜２０の芳香族アルデヒドが好ましい。好ましい例としては、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、ペリルアルデヒド等が挙げられる。
カルボン酸類としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸等が挙げられる。
ケトン類としては、炭素数が６〜２０の芳香族ケトンが好ましい。好ましい例としては、アセトフェノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
テルペン類としては、二環性モノテルペンまたはその誘導体が好ましい。好ましい例としてカンファーが挙げられる。
複素環式アミン類としては、アミノ基を分子内に１〜３個有する化合物が好ましい。好ましい例としてメラミンが挙げられる。
脂肪酸としては、炭素数が１０〜３０の飽和脂肪酸が好ましく、炭素数が１０〜２０の飽和脂肪酸が特に好ましい。好ましい例としてステアリン酸、オレイン酸、リノール酸等が挙げられる。
【００３１】
官能基を有する脂肪族非環状ポリマーは、水酸基、カルボキシ基、スルホ基、およびそれらの誘導体、エーテル性酸素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を有することが好ましい。該脂肪族非環状ポリマーは、水酸基、カルボキシ基、スルホ基、およびそれらの誘導体、エーテル性酸素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を有する脂肪族非環状モノマーを重合して得られるポリマーであるのが好ましい。該モノマーとしては、ビニルアルコール、アクリル酸、ビニルスルホン酸、エチレングリコール、環状エーテル（エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等）等が挙げられる。ケイ酸化合物への密着性の点から、ビニルアルコール、アクリル酸およびエチレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましい。
該脂肪族非環状ポリマーの好ましい例としては、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸等が挙げられる。
【００３２】
有機化合物の数平均分子量は特に限定されないが、１００〜５０，０００が好ましく、１００〜２０，０００が特に好ましい。数平均分子量が上記範囲の下限値以上であると、加熱工程（ＩＩ）で有機化合物が揮発せず、導電性炭素が残りやすい。上記範囲の上限値以下であると、混合工程（Ｉ）で混合・粉砕物の表面に有機化合物を付着させやすい。
【００３３】
有機化合物としては、グルコース、スクロース、グルコース−フラクトース転化糖、カラメル、パラフィン、澱粉、α化した澱粉、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、カンファー、メラミン、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アスコルビン酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、およびフェノール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種がより好ましく、グルコース、スクロース、エチルセルロース、カンファー、メラミン、ステアリン酸、アスコルビン酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、およびポリアクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも１種が特に好ましい。
【００３４】
〈炭素系導電活物質〉
炭素源としての炭素系導電活物質は、カーボンブラック、グラファイト、アセチレンブラック、カーボンファイバおよびアモルファスカーボンからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましい。アモルファスカーボンとしては、ＦＴＩＲ分析において、正極材料の導電性低下の原因となるＣ−Ｏ結合ピークやＣ−Ｈ結合ピークが実質的に検出されないものが好ましい。
【００３５】
〈ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の調製工程〉
ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物は、市販品を用いてもよいし、製造してもよい。製造方法は特に限定されず、固相反応法や液相反応法等の既知の方法により得ることができる。得られるケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の組成が均一になり、また両者の反応が生じやすく、さらに大量生産できる点で、加熱して溶融物を得た後、冷却する方法が好ましい。以下、ケイ酸Ａ化合物を製造する工程を、ケイ酸Ａ化合物の調製工程、ケイ酸Ｍ化合物を製造する工程を、ケイ酸Ａ化合物の調製工程ともいう。
【００３６】
ケイ酸Ａ化合物は、各原子源を選択して混合し、ケイ酸Ａ化合物の原料調合物を得て、該ケイ酸Ａ化合物の原料調合物を加熱して溶融物を得た後、該溶融物を冷却して製造することが好ましい。ケイ酸Ａ化合物の原料調合物は、原子Ａを含む化合物、原子Ｘを含む化合物や金属、Ｓｉを含む化合物、および原子Ｚを含む化合物等からなり、必要に応じて原子Ｔを含む化合物を含有するのが好ましい。
ケイ酸Ｍ化合物は、各原子源を選択して混合し、ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物を得て、該ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物を加熱して溶融物を得た後、該溶融物を冷却して製造することが好ましい。ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物は、原子Ｍを含む化合物や金属、原子Ｘを含む化合物や金属、Ｓｉを含む化合物、および原子Ｚを含む化合物等からなり、必要に応じて原子Ｔを含む化合物を含有するのが好ましい。
【００３７】
ケイ酸Ａ化合物の原料調合物において、原子Ａを含む化合物としては、Ａの炭酸塩（Ａ2ＣＯ3）、Ａの炭酸水素塩（ＡＨＣＯ3）、Ａの水酸化物（ＡＯＨ）、Ａのケイ酸塩（Ａ2Ｏ・２ＳｉＯ2、Ａ2Ｏ・ＳｉＯ2、２Ａ2Ｏ・ＳｉＯ2等）、Ａのリン酸塩（Ａ3ＰＯ4）、Ａのホウ酸塩（Ａ3ＢＯ3）、Ａの塩化物（ＡＣｌ）、Ａの硝酸塩（ＡＮＯ3）、Ａの硫酸塩（Ａ2ＳＯ4）、およびＡの酢酸塩（ＣＨ3ＣＯＯＡ）やシュウ酸塩（（ＣＯＯＡ）2）等の有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種（ただし、該少なくとも１種の一部または全部は、それぞれ水和塩を形成していてもよい。）の化合物が好ましい。なかでも、安価でかつ取り扱いが容易な点で、Ａ2ＣＯ3、ＡＨＣＯ3が特に好ましい。
ケイ酸Ａ化合物の原料調合物において、原子Ｘを含む化合物としては、Ｘの酸化物（ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ3、ＭｏＯ3、ＷＯ3等）、Ｘのオキシ水酸化物（ＸＯ（ＯＨ）等）、Ｘのケイ酸塩（ＸＯ・ＳｉＯ2等）、Ｘのリン酸塩（Ｘ3（ＰＯ4）4等）、Ｘのホウ酸塩（Ｘ3（ＢＯ3）4等）、金属Ｘ、Ｘの塩化物（ＸＣｌ4等）、Ｘの硝酸塩（Ｘ（ＮＯ3）4等）、Ｘの硫酸塩（Ｘ2（ＳＯ4）2等）、Ｘのアルコキシド（Ｘ（ＯＣＨ3）4、Ｘ（ＯＣ2Ｈ5）4等）、およびＸの酢酸塩（Ｘ（ＣＨ3ＣＯＯ）4）やシュウ酸塩（Ｘ（ＣＯＯ）4）等の有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が好ましい。入手のしやすさやコストから、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ3、ＭｏＯ3およびＷＯ3からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が特に好ましい。
ケイ酸Ａ化合物の原料調合物において、Ｓｉを含む化合物としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ2等）、Ａのケイ酸塩、およびＳｉのアルコキシド（Ｓｉ（ＯＣＨ3）4、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4等）からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が好ましい。Ｓｉを含む化合物としては、安価な点で、酸化ケイ素が特に好ましい。Ｓｉを含む化合物は結晶質であっても、非晶質であってもよい。
ケイ酸Ａ化合物の原料調合物において、原子Ｚを含む化合物としては、Ｚの酸化物（Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＧｅＯ2等）、Ｚのオキシ水酸化物、Ａのリン酸塩、Ａのホウ酸塩、Ａのアルミン酸塩、Ａのバナジン酸塩、Ａのゲルマン酸塩、Ｚのアンモニウム塩、およびＺの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が好ましい。なかでも、原子ＺがＰを含む場合はＬｉ3ＰＯ4、原子ＺがＢを含む場合はＢ2Ｏ3および／またはＨ3ＢＯ3、原子ＺがＡｌを含む場合はＡｌ2Ｏ3、ＡｌＯ（ＯＨ）およびアルミノケイ酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種、原子ＺがＶを含む場合は酸化バナジウム（ＶＯ、Ｖ2Ｏ3、ＶＯ2、Ｖ2Ｏ5等）が安価であるので好ましい。
【００３８】
ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物において、原子Ｍを含む化合物としては、Ｍの酸化物（ＦｅＯ、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＯ、Ｍｎ2Ｏ3、ＭｎＯ2、ＣｏＯ、Ｃｏ3Ｏ4、Ｃｏ2Ｏ3、ＮｉＯ等）、Ｍのオキシ水酸化物（ＭＯ（ＯＨ））、Ｍのケイ酸塩（ＭＯ・ＳｉＯ2、２ＭＯ・ＳｉＯ2等）、Ｍのリン酸塩（Ｍ3（ＰＯ4）2等）、Ｍのホウ酸塩（Ｍ3（ＢＯ3）2等）、金属Ｍ、Ｍの塩化物（ＭＣｌ2、ＭＣｌ3等）、Ｍの硝酸塩（Ｍ（ＮＯ3）2、Ｍ（ＮＯ3）3等）、Ｍの硫酸塩（ＭＳＯ4、Ｍ2（ＳＯ4）3等）、Ｍのアルコキシド（Ｍ（ＯＣＨ3）2、Ｍ（ＯＣ2Ｈ5）2等）、およびＭの酢酸塩（Ｍ（ＣＨ3ＣＯＯ）2）やシュウ酸塩（Ｍ（ＣＯＯＨ）2）等の有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が好ましい。入手のしやすさやコストの点から、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＯ、Ｍｎ2Ｏ3、ＭｎＯ2、Ｃｏ3Ｏ4およびＮｉＯからなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物がより好ましい。特に原子Ｍが、Ｆｅである場合の該化合物としてはＦｅ3Ｏ4および／またはＦｅ2Ｏ3が好ましく、原子ＭがＭｎである場合の該化合物としてはＭｎＯ2および／またはＭｎＯが好ましい。原子Ｍを含む化合物は、１種であっても、２種以上であってもよい。
ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物において、原子Ｘを含む化合物としては、Ｘの酸化物（ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ3、ＭｏＯ3、ＷＯ3等）、Ｘのオキシ水酸化物（ＸＯ（ＯＨ）等）、Ｘのケイ酸塩（ＸＯ・ＳｉＯ2等）、Ｘのリン酸塩（Ｘ3（ＰＯ4）4等）、Ｘのホウ酸塩（Ｘ3（ＢＯ3）4等）、金属Ｘ、Ｘの塩化物（ＸＣｌ4等）、Ｘの硝酸塩（Ｘ（ＮＯ3）4等）、Ｘの硫酸塩（Ｘ2（ＳＯ4）2等）、Ｘのアルコキシド（Ｘ（ＯＣＨ3）4、Ｘ（ＯＣ2Ｈ5）4等）、およびＸの酢酸塩（Ｘ（ＣＨ3ＣＯＯ）4）やシュウ酸塩（Ｘ（ＣＯＯ）4）等の有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が好ましい。入手のしやすさやコストから、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ3、ＭｏＯ3およびＷＯ3からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が特に好ましい。
ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物において、Ｓｉを含む化合物としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ2等）、Ｍのケイ酸塩、およびＳｉのアルコキシド（Ｓｉ（ＯＣＨ3）4、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4等）からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が好ましい。Ｓｉを含む化合物としては、安価な点で、酸化ケイ素が特に好ましい。Ｓｉを含む化合物は結晶質であっても、非晶質であってもよい。
ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物において、原子Ｚを含む化合物としては、Ｚの酸化物（Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＧｅＯ2等）、Ｚのオキシ水酸化物、Ｍのリン酸塩、Ｍのホウ酸塩、Ｍのアルミン酸塩、Ｍのバナジン酸塩、Ｍのゲルマン酸塩、Ｚのアンモニウム塩、およびＺの有機酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が好ましい。なかでも、原子ＺがＰを含む場合はＦｅ3（ＰＯ4）2、ＦｅＰＯ4およびＭｎ3（ＰＯ4）2からなる群より選ばれる少なくとも１種、原子ＺがＢを含む場合はＢ2Ｏ3および／またはＨ3ＢＯ3、原子ＺがＡｌを含む場合はＡｌ2Ｏ3、ＡｌＯ（ＯＨ）およびアルミノケイ酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種、原子ＺがＶを含む場合は酸化バナジウム（ＶＯ、Ｖ2Ｏ3、ＶＯ2、Ｖ2Ｏ5等）が安価であるので好ましい。
【００３９】
ケイ酸Ａ化合物の原料調合物の好適な組み合わせは、原子Ａを含む化合物がＡの炭酸塩またはＡの炭酸水素塩；原子Ｘを含む化合物がＸの酸化物；Ｓｉを含む化合物として酸化ケイ素；原子Ｚを含む化合物がＺの酸化物；である組み合わせである。
ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物の好適な組み合わせは、原子Ｍを含む化合物がＭの酸化物；原子Ｘを含む化合物がＸの酸化物；Ｓｉを含む化合物として酸化ケイ素；原子Ｚを含む化合物がＺの酸化物；である組み合わせである。
【００４０】
ケイ酸Ａ化合物の原料調合物およびケイ酸Ｍ化合物の原料調合物の組成は、原則として、当該原料調合物から得られる溶融物の組成と理論上対応するものである。ただし、該原料調合物中には、溶融中に揮発等により失われやすい成分（例えばＬｉ）が存在するため、得られる溶融物の組成は各原料の仕込み量から計算される酸化物基準のモル％と若干相違する場合がある。そのような場合、揮発等により失われる量を考慮して、各原料の仕込み量を設定することが好ましい。本発明の製造方法においては、各原料の仕込み量を溶融物の組成の０．９〜１．２倍値としておくことが好ましい。
【００４１】
ケイ酸Ａ化合物の原料調合物およびケイ酸Ｍ化合物の原料調合物中の各原料の純度は特に限定されない。反応性や二次電池用正極材料の物性等を考慮すると、水和水を除く純度が９９質量％以上であることが好ましい。
各原料としては、粉砕した原料を用いるのが好ましい。各原料は、粉砕してから混合しても、混合した後に粉砕してもよい。粉砕は、ミキサー、ボールミル、ジェットミル、遊星ミル等を用いて、乾式または湿式で行うことが好ましく、溶媒の除去工程が不要なことから、乾式が好ましい。ケイ酸Ａ化合物の原料調合物およびケイ酸Ｍ化合物の原料調合物中の各原料の粒度は、混合操作、混合物の溶融容器への充填操作、混合物の溶融性等に悪影響を及ぼさない範囲であれば、限定されない。
【００４２】
ケイ酸Ａ化合物の原料調合物およびケイ酸Ｍ化合物の原料調合物の加熱は、該原料調合物を容器等に入れ、加熱炉を用いて加熱し、溶融することが好ましい。該容器としては、アルミナ製、カーボン製、炭化ケイ素製、ホウ化ジルコニウム製、ホウ化チタン製、窒化ホウ素製、炭素製、白金製、ロジウムを含む白金合金製等、耐火物系煉瓦、および還元材料（例えばグラファイト）等の材料からなる容器が挙げられる。該容器は蓋を装着することが加熱炉中での揮発および蒸発防止のために好ましい。加熱炉は、抵抗加熱炉、高周波誘導炉、またはプラズマアーク炉が好ましい。抵抗加熱炉はニクロム合金等の合金製、炭化ケイ素製、またはケイ化モリブデン製の発熱体を備えた電気炉であるのが好ましい。
【００４３】
加熱温度は、ケイ酸Ａ化合物の原料調合物では、１，０００〜１，４００℃が好ましく、１，２５０〜１，３５０℃が特に好ましく、ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物では、１，４００〜１，６００℃が好ましく、１，４５０〜１，５５０℃が特に好ましい。加熱温度が上記範囲の下限値以上であると溶融物が得られ、上限値以下であると原料の揮発がしにくくなる。加熱時間は０．２〜２時間が好ましく、０．５〜２時間が特に好ましい。加熱時間が上記範囲の下限値以上であると溶融物の均一性が充分になり、上限値以下であると原料が揮発しにくい。該加熱においては、溶融物の均一性を上げるために撹拌してもよい。また、次工程の冷却工程を行うまで、加熱温度より低い温度で溶融物を清澄させてもよい。
【００４４】
ケイ酸Ａ化合物の原料調合物およびケイ酸Ｍ化合物の原料調合物の加熱は、空気中、不活性ガス中または還元ガス中で実施するのが好ましい。溶融の条件は、容器または加熱炉の種類や熱源等の加熱方法等の条件により、適宜変更できる。圧力は、常圧、加圧（１．１×１０5Ｐａ以上）、減圧（０．９×１０5Ｐａ以下）のいずれであってもよい。溶融の条件は還元ガス中が好ましい。
【００４５】
ここで、不活性ガスとは、窒素ガス（Ｎ2）、およびヘリウムガス（Ｈｅ）やアルゴンガス（Ａｒ）等の希ガスからなる群より選ばれる少なくとも１種の不活性ガスを９９体積％以上含むガスをいう。還元ガスとは、上記した不活性ガスに、還元性を有するガスを添加し、実質的に酸素を含まないガスをいう。還元性を有するガスとしては、水素ガス（Ｈ2）、一酸化炭素ガス（ＣＯ）およびアンモニアガス（ＮＨ3）等が挙げられる。不活性ガス中の還元性を有するガスの量は、全気体体積中に含まれる還元性を有するガスの量が０．１体積％以上であるのが好ましく、１〜１０体積％が特に好ましい。酸素の含有量は、該気体体積中に１体積％以下が好ましく、０．１体積％以下が特に好ましい。
【００４６】
溶融物の冷却は、溶融物を室温（２０〜２５℃）付近まで冷却して固化物を得ることが好ましい。溶融物を冷却して固化させることによって、ケイ酸Ａ化合物やケイ酸Ｍ化合物が得られる。固化物は非晶質物であることが好ましいが、固化物の一部は結晶化物であってもよい。また、固化物はフレーク状または繊維状が好ましい。溶融物の冷却は、空気中、不活性ガス中または還元ガス中で行うのが、設備が簡便であることから好ましい。
【００４７】
溶融物の冷却速度は−１×１０3℃／秒以上が好ましく、−１×１０4℃／秒以上が特に好ましい。本明細書では、冷却する場合の単位時間当たりの温度変化（すなわち冷却速度）を負の値で示し、加熱する場合の単位時間当たりの温度変化（すなわち加熱速度）を正の値で示す。冷却速度を該値以上にすると非晶質物が得られやすい。冷却速度の上限値は製造設備や大量生産性の点から−１×１０10℃／秒程度が好ましく、実用性の点からは１×１０8℃／秒が特に好ましい。
溶融物の冷却は、前工程の加熱温度から室温（２０〜２５℃）付近までを、−１×１０3〜−１×１０10℃／秒で冷却するのが好ましい。
【００４８】
溶融物の冷却方法としては、高速で回転する双ローラの間に溶融物を滴下して冷却する方法、回転する単ローラに溶融物を滴下して冷却する方法、溶融物を冷却したカーボン板や金属板にプレスして冷却する方法が好ましい。なかでも、双ローラを用いた冷却方法が、冷却速度が速く、大量に処理できるので特に好ましい。双ローラとしては、金属製、カーボン製、セラミックス製のものを用いることが好ましい。
【００４９】
冷却工程で得られたケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物は、必要に応じて粉砕される。ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物は通常の場合、非晶質物を多く含む、または非晶質物からなるため、粉砕がしやすい利点がある。粉砕は、カッターミル、ジョークラッシャー、ハンマーミル、ボールミル、ジェットミル、遊星ミル等を用いて行うことが好ましい。また、粒子径により各手法を段階的に用いることで、効率よく粉砕を進めることができる。
【００５０】
（加熱工程（ＩＩ））
加熱工程（ＩＩ）は、混合工程（Ｉ）で得られた混合物（混合・粉砕物）を加熱し、ケイ酸化合物（３）を得る工程である。加熱工程（ＩＩ）においては、ケイ酸化合物（３）を粒子状の物質として得ることが好ましい。該粒子状のケイ酸化合物（３）は、結晶粒子であることがより好ましく、オリビン型の結晶構造であることが特に好ましい。ケイ酸化合物（３）は非晶質物を含まないことが好ましい。ケイ酸化合物（３）が非晶質物を含まないことは、Ｘ線回折でハローパターンが検出されないことにより確認されうる。
【００５１】
加熱工程（ＩＩ）は、混合物を加熱することから、混合・粉砕によって生じた残留応力の緩和が促進される。また、加熱により結晶核の生成および粒成長を行うため、ケイ酸化合物の組成、粒径およびその分布の制御が容易である。さらに、混合工程（Ｉ）で炭素源を含ませた場合の加熱工程（ＩＩ）は、生成物、好ましくは生成物の結晶粒子の表面に、導電材を結合させる工程となりうる。炭素源のうちの有機化合物は、加熱工程（ＩＩ）で熱分解され、炭化物となって導電材として機能する。混合工程（Ｉ）を湿式で行った場合には、溶媒の除去を加熱工程時に同時に行ってもよい。
【００５２】
加熱温度は、５００〜９００℃が好ましい。加熱温度が５００℃以上であると、反応が生じやすくなり、ケイ酸化合物の結晶が生成しやすくなる。加熱温度が９００℃以下であると、混合物が融解しにくく、結晶系や粒子径を制御しやすい。加熱温度は６００〜９００℃が特に好ましい。該加熱温度である場合には、適度な結晶性、粒子径、粒度分布等を有する結晶粒子が得られやすく、さらにオリビン型の結晶構造を有するケイ酸化合物の結晶粒子が得られやすい。
【００５３】
加熱は一定温度で保持することに限らず、多段階に保持温度を設定して行ってもよい。加熱温度が高くなると、生成する粒子の粒子径が大きくなる傾向があるため、所望の粒子径に応じて加熱温度を設定するのが好ましい。また、加熱時間（加熱温度による保持時間）は、所望の粒子径を考慮して１〜７２時間が好ましい。加熱は、ボックス炉、トンネルキルン炉、ローラーハースキルン炉、ロータリーキルン炉、マイクロウェーブ加熱炉等で行うのが好ましい。
【００５４】
加熱は、空気中、不活性ガス中、または還元ガス中で実施することが好ましく、不活性ガス中または還元ガス中で実施することが特に好ましい。不活性ガスおよび還元ガスの条件は、ケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物の調製工程における条件と同じである。圧力は、常圧、加圧（１．１×１０5Ｐａ以上）、減圧（０．９×１０5Ｐａ以下）のいずれでもよい。また、還元剤（例えばグラファイト）と混合物とを入れた容器を加熱炉内に装填して実施した場合には、混合物中のＭの還元（例えばＭ3+からＭ2＋への変化）を促進することができる。これによって、ケイ酸化合物（３）を再現性よく得ることができる。
【００５５】
加熱工程（ＩＩ）後において、通常は室温まで冷却する。該冷却における冷却速度は、−３０〜−３００℃／時間が好ましい。冷却速度を該範囲にすることにより、加熱による歪みを除去でき、生成物が結晶質を含む場合は、結晶構造を保ったまま目的物を得ることができる。また、冷却は、放置して室温まで冷却してもよい。冷却は、不活性ガス中または還元ガス中で行うのが好ましい。
冷却は、加熱工程（ＩＩ）の５００〜９００℃から室温までを、冷却速度を−３０〜−３００℃／時間で冷却することが好ましい。
【００５６】
本発明の好ましい一態様として、加熱工程（ＩＩ）でケイ酸化合物（３）を得た後、該ケイ酸化合物（３）と炭素源との粉砕物を得て、次に、該粉砕物を不活性ガス中または還元ガス中で加熱する態様が挙げられる。
炭素源の種類や機能等は、前述した通りである。
なお、ケイ酸化合物（３）と炭素源との粉砕物を得る方法は、ケイ酸化合物（３）と炭素源とを混合した後に粉砕する方法、ケイ酸化合物（３）と炭素源とをそれぞれ粉砕した後に混合する方法、または炭素源を粉砕せずに、ケイ酸化合物（３）を粉砕した後に炭素源を含ませる方法が挙げられる。
【００５７】
炭素源の質量の割合は、炭素源中の炭素換算量（質量）が、ケイ酸化合物（３）の質量と、該炭素源中の炭素換算量（質量）との合計質量に対して、０．１〜２０質量％となる量が好ましく、０．１〜１０質量％となる量がより好ましく、２〜１０質量％となる量が特に好ましい。炭素源の量の規定理由は、混合工程（Ｉ）で述べた通りである。
炭素源の使用量は、上述を満たすように選択される。ケイ酸化合物（３）の質量と炭素源の質量との合計量に対して、１〜５０質量％が好ましく、３〜４５質量％が特に好ましい。
【００５８】
ケイ酸化合物（３）と炭素源との粉砕物を得るための好ましい粉砕条件は、混合工程（Ｉ）における粉砕条件と同様である。
【００５９】
粉砕は乾式または湿式のいずれで行ってもよいが、ケイ酸化合物（３）と炭素源とを均一に混合できる点から、湿式で行うのが好ましい。ケイ酸化合物（３）と炭素源との粉砕を湿式で行う場合、溶媒（粉砕溶媒）の種類や使用量は、混合工程（Ｉ）を湿式で行う場合の条件と同様とするのが好ましい。ケイ酸化合物（３）と炭素源との粉砕を湿式で行った場合は、粉砕溶媒を沈降、濾過、減圧乾燥、加熱乾燥等で除去した後に、次の加熱を実施するのが好ましい。ただし、粉砕溶媒に対する固形分の割合が３０％以上の場合には、粉砕溶媒を含んだ粉砕物のままで加熱を実施してもよい。
【００６０】
ケイ酸化合物（３）と炭素源との粉砕物の加熱は、不活性ガス中または還元ガス中で行うのが好ましい。炭素源が有機化合物である場合には、該有機化合物が加熱時に炭化されてケイ酸化合物（３）の表面を被覆するため、導電性炭素のケイ酸化合物（３）の表面に対する密着性を高めることができる。炭素源として炭素系導電活物質を用いた場合にも、ケイ酸化合物（３）と炭素源との粉砕物を不活性ガス中または還元ガス中で加熱することによって、導電性炭素のケイ酸化合物（３）の表面に対する密着性を高めることができる。表面を導電性炭素で被覆したケイ酸化合物（３）は、加熱時に成分の酸化または揮発により組成が変化してもよい。
【００６１】
ケイ酸化合物（３）と炭素源との粉砕物の加熱温度は、３００〜８００℃が好ましく、５００〜７００℃が特に好ましい。該加熱温度が上記範囲の下限値以上であると、有機化合物の炭化反応が進行しやすくなると共に、炭素系導電活物質のケイ酸化合物（３）の表面に対する密着性が向上する。上記範囲の上限値以下であると、ケイ酸化合物（３）の還元による特性低下を抑制でき、またケイ酸化合物（３）同士の焼結による粒径の増大を抑えることができる。
加熱時間、加熱雰囲気、加熱時の圧力、加熱に用いる熱源の好ましい条件は、加熱工程（ＩＩ）と同様である。
加熱の後は、通常室温まで冷却する。該冷却の好ましい条件は、加熱工程（ＩＩ）における加熱後の冷却と同様である。
【００６２】
［ケイ酸化合物］
本発明の製造方法により得られるケイ酸化合物は、二次電池用正極材料として有用な化合物である。
ケイ酸化合物（３）は、オリビン型の結晶粒子を含むことが好ましく、オリビン型の結晶粒子のみからなることが特に好ましい。該結晶粒子としては、一次粒子および二次粒子の双方を含む。得られるケイ酸化合物中に二次粒子が存在する場合、一次粒子が破壊されない程度の範囲で解砕および粉砕してもよい。
【００６３】
式（３）において、ｉが１．８≦ｉ≦２．２、ｊが０．９≦ｊ≦１．１であると、導電性が高く、また多電子型の反応（単位モル数当たり１ｍｏｌを超えるＡを引き抜く反応）を示すケイ酸化合物が得られる。該ケイ酸化合物を二次電池用正極材料として用いたときに、二次電池の理論電気容量を高めることができる。ｉおよびｊは、１．９≦ｉ≦２．１および０．９５≦ｊ≦１．０５が特に好ましい。また、ｍが０≦ｍ≦０．２、ｋが０≦ｋ≦０．２（ｉ＋ｊ＋ｋ）であると、オリビン型の結晶粒子を得ることができる。
【００６４】
ケイ酸化合物（３）としては、下式（４）で表される組成を有するケイ酸合物がより好ましい。
Ｌｉi（Ｆｅ1-pＭｎp）jＳｉＯi/2+j+2    （４）
（式（４）中、ｉおよびｊは前記と同じ数値を示し、ｐは０≦ｐ≦１である。）
式（４）で表される組成を有するケイ酸化合物は、二次電池用正極材料として用いた場合に良好な特性を示し、かつ製造コストが安価であるため好ましい。
【００６５】
ケイ酸化合物（３）としては、下式（５）で表される組成を有するケイ酸化合物が特に好ましい。
Ｌｉ2Ｆｅ1-pＭｎpＳｉＯ4    （５）
（式（５）中、ｐは前記と同じ数値を示す。）
式（５）で表される組成を有するケイ酸化合物は、ケイ酸化合物の安定性を向上させ、かつ導電率を上げることができるために好ましい。
【００６６】
また、本発明の製造方法において、有機化合物および炭素系導電活物質からなる群より選ばれる少なくとも１種の炭素源を含ませた場合には、ケイ酸化合物の表面に炭素源に由来する導電材を均一にかつ強固に結合させうる。導電材が結合したケイ酸化合物は、そのまま二次電池用正極材料として用いることができる。炭素源として有機化合物を用いた場合には、加熱工程（ＩＩ）で有機化合物が炭化され、炭化物が導電材としてケイ酸化合物の表面の少なくとも一部を被覆する。炭素源として炭素系導電活物質を用いた場合には、該物質が導電材としてケイ酸化合物の表面の少なくとも一部を被覆する。
【００６７】
ケイ酸化合物の粒子が、導電材を含有し、かつケイ酸化合物と導電材との合計質量に対して、０．１〜２０質量％の導電材を、該粒子の表面または粒子間界面に含有するのが好ましく、０．１〜１０質量％含有するのがより好ましく、２〜１０質量％含有するのが特に好ましい。
【００６８】
本発明のケイ酸化合物の平均粒径は、体積換算のメディアン径で１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍが特に好ましい。平均粒径の測定方法は前述した通りである。また、ケイ酸化合物の比表面積は、０．２〜２００ｍ2／ｇが好ましく、１〜２００ｍ2／ｇが特に好ましい。比表面積を該範囲とすることにより、ケイ酸化合物の導電性が高くなる。比表面積は、例えば窒素吸着法による比表面積測定装置で測定できる。なお、上記ケイ酸化合物の平均粒経および比表面積は、ケイ酸化合物が導電材を含有していない場合の平均粒経および比表面積である。
導電材で被覆されたケイ酸化合物の平均粒径は、体積換算のメディアン径で１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍが特に好ましい。平均粒径を該範囲とすることで、ケイ酸化合物の導電性がより高くなる。ケイ酸化合物の比表面積は０．２〜２００ｍ2／ｇが好ましく、１〜２００ｍ2／ｇがより好ましく、１〜５０ｍ2／ｇが特に好ましい。比表面積を該範囲とすることにより、ケイ酸化合物の導電性が高くなる。
【００６９】
［二次電池用正極および二次電池の製造方法］
本発明の製造方法によって得られたケイ酸化合物を、二次電池用正極材料として用いて、二次電池用正極および二次電池を製造できる。二次電池としては、金属リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池等が挙げられるが、リチウムイオン二次電池が好ましい。電池形状は制限されることはなく、例えば円筒状、角型、コイン型等の種々の形状およびサイズを適宜採用できる。
【００７０】
本発明の二次電池用正極は、本発明の製造方法で得られるケイ酸化合物を用いる以外は、公知の電極の製造方法に従って製造できる。例えば、本発明のケイ酸化合物を必要に応じて公知の結着材（ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルクロライド、エチレンプロピレンジエンポリマー、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロース等）、さらに必要に応じて公知の導電材（アセチレンブラック、カーボン、グラファイト、天然黒鉛、人造黒鉛、ニードルコークス等）と混合した後、得られた混合粉末をステンレス鋼製等の支持体上に圧着成形したり、金属製容器に充填すればよい。また、例えば、該混合粉末を有機溶剤（Ｎ−メチルピロリドン、トルエン、シクロヘキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ−Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン等）と混合して得られたスラリーをアルミニウム、ニッケルまたはステンレス等の金属基板上に塗布する等の方法も採用できる。
【００７１】
二次電池の構造は、本発明の製造方法で得られる二次電池用正極を電極として用いる以外は、公知の二次電池における構造を採用することができる。セパレータ、電池ケース等についても同様である。負極としては、活物質として公知の負極用活物質を使用でき、炭素材料、アルカリ金属材料およびアルカリ土類金属材料からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましい。電解液としては、非水系の電解液が好ましい。すなわち、本発明の製造方法で得られる二次電池としては、非水電解質リチウムイオン二次電池が好ましい。
【実施例】
【００７２】
本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は以下の説明に限定されない。例１〜５がケイ酸Ａ化合物の製造例、例１１〜２２がケイ酸Ｍ化合物の製造例、例３１〜５２および例７１〜７６が実施例、例６１が比較例である。
【００７３】
［例１〜５：ケイ酸Ａ化合物（Ａ１〜Ａ５）の製造］
溶融物の組成がＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2およびＳｉＯ2換算量（単位：モル％）で、それぞれ表１に示す割合となるように、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を秤量し、乾式で混合・粉砕して、ケイ酸Ａ化合物の原料調合物を得た。
【００７４】
【表１】
2013067543.tif 000003
【００７５】
得られたケイ酸Ａ化合物の原料調合物を、ロジウムを２０質量％含む白金合金製のるつぼに充填した。次に、該るつぼをケイ化モリブデン製の発熱体を備える電気炉（モトヤマ社製、装置名：ＮＨ−３０３５）の中に入れた。該電気炉を、流量１Ｌ／分でＮ2ガスを流通しつつ、＋３００℃／時間の速度で昇温し、１，３００℃で０．５時間加熱した。目視で透明になったことを確認して、溶融物を得た。
【００７６】
次に、溶融物を毎分４００回転する直径約１５ｃｍのステンレス製双ローラを通すことにより、溶融物を−１×１０5℃／秒で室温まで冷却し、フレーク状の固化物を得た。固化物はガラス状物質であった。得られた固化物をケイ酸Ａ化合物（Ａ１〜Ａ５）として供した。
【００７７】
［例１１〜２２：ケイ酸Ｍ化合物（Ｂ１〜Ｂ１２）の製造］
溶融物の組成がＦｅＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3およびＡｌ2Ｏ3換算量（単位：モル％）で、それぞれ表２に示す割合となるように、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、リン酸水素アンモニウム（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4）、酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）および酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を秤量し、乾式で混合・粉砕して、ケイ酸Ｍ化合物の原料調合物を得た。
【００７８】
【表２】
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【００７９】
得られたケイ酸Ｍ化合物の原料調合物を、ロジウムを２０質量％含む白金合金製のるつぼに充填した。次に、該るつぼをケイ化モリブデン製の発熱体を備える電気炉（モトヤマ社製、装置名：ＮＨ−３０３５）の中に入れた。該電気炉を、流量１Ｌ／分でＮ2ガスを流通しつつ、＋３００℃／時間の速度で昇温し、１，４５０〜１，５８０℃で０．５時間加熱した。目視で透明になったことを確認して、溶融物を得た。
【００８０】
次に、溶融物を毎分４００回転する直径約１５ｃｍのステンレス製双ローラを通すことにより、溶融物を−１×１０5℃／秒で冷却し、フレーク状の固化物を得た。固化物はガラス状物質であった。得られた固化物をケイ酸Ｍ化合物（Ｂ１〜Ｂ１２）として供した。
【００８１】
［例３１〜４６］
（混合工程（Ｉ））
例１〜５で得たケイ酸Ａ化合物（Ａ１〜５）と例１１〜２２で得たケイ酸Ｍ化合物（Ｂ１〜１２）とを、軽く手で揉んで細かくした後、乳棒と乳鉢を用いて粗粉砕した。さらに、表３に示す割合でケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物を秤量し、媒体としてジルコニア製ボールを用いた遊星ミルで、粗粉砕後のケイ酸Ａ化合物およびケイ酸Ｍ化合物を湿式で粉砕して混合物を得た。
【００８２】
（加熱工程（ＩＩ））
混合工程（Ｉ）で得た混合物を３体積％Ｈ2−Ａｒガス中にて、７００℃で８時間加熱し、次に−２００℃／時間の速度で冷却（空冷）し、ケイ酸化合物粒子を析出させた。また、混合工程（Ｉ）で得た混合物を３体積％Ｈ2−Ａｒガス中にて、６００℃で８時間加熱し、次に−２００℃／時間の速度で冷却（空冷）し、ケイ酸化合物粒子を析出させた。さらに、混合工程（Ｉ）で得た混合物を３体積％Ｈ2−Ａｒガス中にて、８００℃で８時間加熱し、次に−２００℃／時間の速度で冷却（空冷）し、ケイ酸化合物粒子を析出させた。いずれの温度においてもそれぞれケイ酸化合物粒子を得た。なお、加熱を７００℃で行った粒子について、Ｘ線回折および粒度分布測定を行った。
【００８３】
【表３】
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【００８４】
（Ｘ線回折）
得られたケイ酸化合物粒子の鉱物相を、Ｘ線回折装置（リガク社製、装置名：ＲＩＮＴ  ＴＴＲIII）を用いて調べた。例３１〜４６の粒子はいずれも斜方晶であり、空間群Ｐｍｎ２1に属すると考えられるオリビン型の結晶粒子であることが確認された。例３１、３３および３５で得た各結晶のＸ線回折パターンを、それぞれ図１の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示す。
【００８５】
（比表面積）
例３１、３３および３５で得たケイ酸化合物の比表面積を、比表面積測定装置（島津製作所社製、装置名：ＡＳＡＰ２０２０）で測定したところ、それぞれ３６ｍ2／ｇ（例３１）、３８ｍ2／ｇ（例３３）、３７ｍ2／ｇ（例３５）であった。
【００８６】
［例４７〜５１］
例３１、３３、３５、３９および４０で、７００℃で８時間加熱して得られたケイ酸化合物粒子と、エチルセルロースとを、該粒子とエチルセルロース中の炭素換算量との質量比で９：１となるように混合し、例３１と同様にして遊星ミルを用いて混合・粉砕した。エチルセルロース含有の混合・粉砕物をＮ2ガス中にて７００℃で８時間加熱し、−２００℃／時間の速度で冷却（空冷）して、導電材で被覆されたケイ酸化合物粒子を得た。該ケイ酸化合物粒子のＸ線回折パターンは、それぞれ例３１、３３、３５、３９および４０において７００℃で８時間加熱したそれとほぼ一致した。
【００８７】
得られた導電材で被覆されたケイ酸化合物の炭素含有量を、炭素分析装置（堀場製作所社製、装置名：ＥＭＩＡ−９２０Ｖ）で測定したところ、それぞれ４．２質量％（例４７）、４．５質量％（例４８）、４．７質量％（例４９）、４．１質量％（例５０）、４．０質量％（例５１）であった。また、得られたケイ酸化合物粒子の比表面積を測定したところ、それぞれ３２ｍ2／ｇ（例４７）、３０ｍ2／ｇ（例４８）、２７ｍ2／ｇ（例４９）、３３ｍ2／ｇ（例５０）、３５ｍ2／ｇ（例５１）であった。
【００８８】
［例５２］
例１で得たケイ酸Ａ化合物（Ａ１）と例１３で得たケイ酸Ｍ化合物（Ｂ３）とを、軽く手で揉んで細かくした後、乳棒と乳鉢を用いて粗粉砕した。まず、これらを等モルとなるように秤量し、さらに、これらの合量とエチルセルロース中の炭素換算量との質量比で９：１となるように混合し、例３３と同様にして遊星ミルを用いて混合・粉砕した。エチルセルロース含有の混合・粉砕物をＮ2ガス中にて７００℃で８時間加熱し、−２００℃／時間の速度で冷却（空冷）して、導電材で被覆されたケイ酸化合物粒子を得た。
【００８９】
該ケイ酸化合物粒子のＸ線回折パターンは、例３３のそれとほぼ一致した。また、得られた導電材で被覆されたケイ酸化合物の炭素含有量および比表面積を測定したところ、それぞれ、４．２質量％および２５ｍ2／ｇであった。
【００９０】
［例６１］
混合物の組成がＬｉ2Ｏ、ＦｅＯおよびＳｉＯ2換算量（単位：モル％）で、３３．３％、３３．３％および３３．３％となるように、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）、シュウ酸鉄（Ｆｅ（ＣＯＯ）2・Ｈ2Ｏ）および二酸化ケイ素をそれぞれ秤量し、乾式で混合・粉砕して原料混合物を得た。原料混合物を媒体としてジルコニア製ボールを用いた遊星ミルで混合・粉砕した。混合・粉砕物をＮ2ガス中にて、４００℃で４時間加熱し、常温まで冷却した後、再度乾式で解砕、粉砕した。次に、粉砕物を３体積％Ｈ2−Ａｒガス中にて、８００℃で８時間加熱した。加熱生成物の鉱物相を、Ｘ線回折装置を用いて調べたところ、目的物質のＬｉ2ＦｅＳｉＯ4は少量しか得られていなかった。
【００９１】
［例７１〜７６：Ｌｉイオン二次電池用正極および評価用電池の製造例］
例４７〜５２で得た導電材で被覆されたケイ酸化合物粒子（二次電池用正極材料）とポリフッ化ビニリデン樹脂（結着剤）とアセチレンブラック（導電材）とを、質量比で８０：８：１２の比率となるように秤量し、Ｎ−メチルピロリドン（溶媒）中で均一になるまで混合してスラリーを調製した。次いで、該スラリーを厚さ２０μｍのアルミニウム箔にドクターブレードで塗布した。空気中にて１２０℃で乾燥させて溶媒を除去し、次いでロールプレスで塗工層を圧密化し、幅１０ｍｍ×長さ４０ｍｍの短冊状に切り出した。
【００９２】
塗工層は短冊状アルミニウム箔の先端１０×１０ｍｍの部分を残して剥離し、これを電極とした。得られた電極のロールプレス後の塗工層厚は２０μｍであった。得られた電極は１５０℃で真空乾燥した後、精製アルゴンガスが満たされたグローブボックス中に搬入し、ニッケルメッシュにリチウム箔を圧着した対極と多孔質ポリエチレンフィルム製セパレータを介して対向させ、さらに両側をポリエチレン板で挟んで固定した。
【００９３】
対向電極をポリエチレン製ビーカに入れ、六フッ化リン酸リチウムをエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合溶媒（１：１体積比）に１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解した非水電解液を注入して充分に含浸させた。電解液含浸後の電極をビーカから取り出し、アルミニウムラミネートフィルム袋に入れ、リード線部を取り出して封止して半電池を構成した。この半電池の特性を以下のようにして測定した。
【００９４】
（Ｌｉイオン二次電池用正極の充放電特性評価）
得られた半電池を６０℃または２５℃の恒温槽に入れ、定電流充放電試験機（北斗電工社製、装置名：ＨＪ２０１Ｂ）に接続して充放電試験を行った。電流密度は二次電池用正極材料の質量（導電材と結着剤とを除いた質量）当たりの電流値を１５ｍＡ／ｇとして充放電を行った。充電終止電位はＬｉ対極基準で４．５Ｖとし、終止電圧に到達後即座に放電を開始した。放電終止電圧はＬｉ対極基準で１．５Ｖとした。この充放電サイクルを２サイクル繰り返した。２サイクル目の放電容量を表４に示す。
【００９５】
【表４】
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【００９６】
本発明のケイ酸化合物を用いて製造した電池の６０℃での放電容量は、２サイクル目で例７３を除き、１８０ｍＡｈ／ｇを超え、１電子反応を超えるという著しく高い容量であった。また、２５℃での放電容量においても、２サイクル目で高い容量であった。すなわち、本発明のケイ酸化合物が二次電池用正極材料として使用でき、容量の良好な、すなわち信頼性に優れた二次電池用正極を得ることができることを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明のケイ酸化合物の製造方法は、ケイ酸化合物の組成や粒径の制御がしやすく、安価にかつ効率的に製造できるので有用である。得られたケイ酸化合物は、二次電池用正極材料さらには二次電池に適用して有用である。
【図１】
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