(57)【要約】【課題】従来よりも過酷な温度及び充放電条件下で用いられた場合においても、サイクル特性及び高速充放電特性の双方に優れた非水電解質二次電池を実現可能な正極活物質を提供すること。【解決手段】少なくとも工程ａ．及びｂ．；ａ．正極活物質前駆体と塩基性化合物とを混合する工程、及びｂ．前記工程ａ．で得られた混合物を焼成する工程｛ただし前記工程ａ．において、正極活物質前駆体の表面積Ｒ（ｍ２）、塩基性化合物の固体状態における密度Ａ（ｇ／ｃｍ３）、及び塩基性化合物の質量ｘ（ｇ）は、数式：１≧１０ｘ／ＡＲ＞０の関係を満たす。｝を経て得られることを特徴とする、非水電解質二次電池用正極活物質【選択図】図１
2016110797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも下記工程ａ．及びｂ．；
ａ．正極活物質前駆体と塩基性化合物とを混合する工程、及び
ｂ．前記工程ａ．で得られた混合物を焼成する工程、
｛ただし前記工程ａ．において、正極活物質前駆体の表面積Ｒ（ｍ２）、塩基性化合物の固体状態における密度Ａ（ｇ／ｃｍ３）、及び塩基性化合物の質量ｘ（ｇ）は、下記数式：
１≧１０ｘ／ＡＲ＞０
の関係を満たす。｝
を経て得られることを特徴とする、非水電解質二次電池用正極活物質。
【請求項２】
前記正極活物質前駆体が、少なくとも１種の遷移金属原子を含む化合物である、請求項１に記載の正極活物質。
【請求項３】
前記工程ｂ．における最高到達温度が、前記塩基性化合物の融点を超える温度である、請求項１又は２に記載の正極活物質。
【請求項４】
前記塩基性化合物が、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、及び硫黄（Ｓ）からなる群より選択される１種以上の元素を含む化合物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の正極活物質。
【請求項５】
前記塩基性化合物がリン酸塩を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の正極活物質。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の正極活物質を含む、正極。
【請求項７】
少なくとも、請求項６に記載の正極と、負極と、非水電解質と、外装体と、を備える、非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極活物質、該正極活物質を含む正極、及び該正極を備える非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子技術の発展及び環境技術への関心の高まりに伴い、様々な電気化学デバイスが用いられている。特に、省エネルギー化への要請が多くあり、それに貢献できる蓄電デバイスへの期待はますます高くなっている。
蓄電デバイスの代表例であり、非水電解質二次電池の代表例でもあるリチウムイオン二次電池は、従来、主として携帯機器用充電池として使用されていたが、近年ではハイブリッド自動車及び電気自動車用電池としての使用も期待されている。
【０００３】
しかしながら、リチウムイオン二次電池が自動車用途で用いられる場合、従来の携帯機器用として用いられる場合よりも、使用温度及び充放電の条件が過酷になる。そこで、そのような過酷な条件においても二次電池として良好に機能するよう、リチウムイオン二次電池には、サイクル特性及び高速充放電特性といった電池特性の更なる向上が求められている。
【０００４】
これらの特性の改良を目指して、特許文献１〜３に記載されている技術が提案されている。特許文献１の実施例では、ＡｌＰＯ４を正極活物質にコーティングすることが記載されている。特許文献２では、正極活物質の表面に、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）及びフッ素（Ｆ）のうちの少なくとも一種を凝集させることが記載されている。
【０００５】
特許文献３では、リチウム含有複合酸化物粉末と、ホウ素及び／又はリンを含む水溶液とを混合して得られる混合物から水媒体を除去し、更に焼成を行う正極活物質の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−７２９９号公報
【特許文献２】特開２０１１−８２１３３号公報
【特許文献３】国際公開第２００６／０８５５８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されている技術を始めとする従来の技術の中では、サイクル特性及び高速充放電特性の双方を満足するものは見出されていない。
【０００８】
例えば、特許文献１においては、リチウムイオン伝導性に乏しいＡｌＰＯ４の使用によって導電性が低下する等の問題があるため、効果としては不十分である。この技術は、コーティング材に含まれるアルミニウム等の金属元素の一部を正極活物質に固溶させることによって耐久性の改善を意図したものである。その効果は確かに見られるものの、固溶量が少ないと高温又は高充電電圧下におけるサイクル特性を十分に改善することができず、固溶量が多いと充放電容量が低下してしまうといった問題を生ずる。
【０００９】
特許文献２においては、添加した化合物が原因となって電解液分解やガスが発生し、或いは該化合物が電極表面を覆って導電性を阻害する等の不具合が生じるため、好ましいものではない。自動車用途等の、従来用いられる場合よりも温度及び充放電の条件が過酷な場面における耐久性を満足するには不十分である。
【００１０】
更に、特許文献３においては、ガスの発生は抑制されるものの、サイクル特性及び高速充放電特性の改善は不十分である。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。自動車用途等の、従来よりも過酷な温度及び充放電条件下で用いられた場合においても、サイクル特性及び高速充放電特性の双方に優れた非水電解質二次電池を実現可能な正極活物質、該正極活物質を含む正極、及び該正極を備える非水電解質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】
【００１２】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意研究を行った。その結果、
正極活物質を調製する際に、正極活物質前駆体と、該前駆体の表面積Ｒに対して特定の量（体積）の塩基性化合物とを、混合して焼成した場合に、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は下記のとおりである。
［１］  少なくとも下記工程ａ．及びｂ．；
ａ．正極活物質前駆体と塩基性化合物とを混合する工程、及び
ｂ．前記工程ａ．で得られた混合物を焼成する工程、
｛ただし前記工程ａ．において、正極活物質前駆体の表面積Ｒ（ｍ２）、塩基性化合物の固体状態における密度Ａ（ｇ／ｃｍ３）、及び塩基性化合物の質量ｘ（ｇ）は、下記数式：
１≧１０ｘ／ＡＲ＞０
の関係を満たす。｝
を経て得られることを特徴とする、非水電解質二次電池用正極活物質。
［２］  前記正極活物質前駆体が、少なくとも１種の遷移金属原子を含む化合物である、［１］に記載の正極活物質。
【００１４】
［３］  前記工程ｂ．における最高到達温度が、前記塩基性化合物の融点を超える温度である、［１］又は［２］に記載の正極活物質。
［４］  前記塩基性化合物が、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、及び硫黄（Ｓ）からなる群より選択される１種以上の元素を含む化合物である、［１］〜［３］のいずれか１項に記載の正極活物質。
【００１５】
［５］  前記塩基性化合物がリン酸塩を含む、［１］〜［４］のいずれか１項に記載の正極活物質。
［６］  ［１］〜［５］のいずれか１項に記載の正極活物質を含む、正極。
［７］  少なくとも、［６］に記載の正極と、負極と、非水電解質と、外装体と、を備える、非水電解質二次電池。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、自動車用途等の、従来よりも過酷な温度及び充放電条件下で用いられた場合においても、サイクル特性及び高速充放電特性の双方に優れた非水電解質二次電池を実現可能な正極活物質、該正極活物質を含む正極、及び該正極を備える非水電解質二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における非水電解質二次電池の一例を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
【００１９】
〔正極活物質〕
本実施形態の正極活物質は、
少なくとも下記工程ａ．及びｂ．；
ａ．正極活物質前駆体と塩基性化合物とを混合する工程、及び
ｂ．前記工程ａ．で得られた混合物を焼成する工程、
｛ただし前記工程ａ．において、正極活物質前駆体の表面積Ｒ（ｍ２）、塩基性化合物の固体状態における密度Ａ（ｇ／ｃｍ３）、及び塩基性化合物の質量ｘ（ｇ）は、下記数式：
１≧１０ｘ／ＡＲ＞０
の関係を満たす。｝
を経て得られる。
本実施形態所定の正極活物質は、
Ｌｉと、
少なくとも１種以上の遷移金属原子と
を含有するものが好ましい。前記遷移金属原子としてはＮｉ、Ｍｎ、及びＣｏからなる群より選択される１種以上を含有するものであることが好ましく、Ｍｎを含むことがより好ましい。
【００２０】
〔正極活物質前駆体〕
本実施形態における正極活物質前駆体とは、少なくとも１種の遷移金属原子を含む化合物であって、所定量の塩基性化合物と混合した後に焼成することにより、本実施形態所定の正極活物質となる成分を指す。例えば、少なくとも１種の遷移金属原子を含む酸化物、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩、塩化物等が挙げられる。典型元素金属（例えばＬｉ）は、含まれてもよいし、含まれていなくてもよい。
【００２１】
本実施形態における正極活物質を製造するための前駆体は、該正極活物質の有する金属原子のすべてを有していてもよいし、これらの金属原子のうちの一部のみを有する化合物であってもよい。後者の場合、該前駆体及び塩基性化合物とともに、残余の金属原子を含む化合物を合わせて混合し、該混合物を焼成することにより、所望の金属原子を有する正極活物質を得ることができる。
【００２２】
正極活物質前駆体として、好ましくは、
（１）Ｌｉと、
少なくとも１種以上の遷移金属原子と
を含有する酸化物、並びに
（２）少なくとも１種以上の遷移金属原子を含有する水酸化物、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、及び塩化物から選択される化合物
からなる群より選択される１種以上である。上記（２）の場合は、これらの前駆体及び塩基性化合物とともに、Ｌｉの炭酸塩、硝酸塩、及び塩化物からなる群より選択される１種以上を合わせて混合して焼成に供することが好ましい。この場合、塩基性化合物の使用量を決定するための正極活物質前駆体の表面積（Ｒ）の決定に際して、遷移金属を含まないＬｉの化合物の寄与分は算入されない。
【００２３】
前記前駆体としては、特に限定されずに、公知のものを使用することができる。例えば下記の方法によって合成したものを使用してもよい。
【００２４】
前記炭酸塩は、所望の金属の水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化水素酸塩、塩化物等からなる群より選択される１種以上を適当な溶媒（例えば水）に溶解して水溶液とし、該水溶液を、別途アルカリに調整した炭酸イオンを含有する水溶液中に滴下して生成する沈殿物を回収して乾燥することにより、得ることもできる。この場合の乾燥温度は、好ましくは２５０℃以下であり、より好ましくは１００〜２００℃であり、更に好ましくは１２０〜１８０℃である。乾燥時間は、好ましくは１時間〜１０時間であり、より好ましくは３時間〜８時間である。
【００２５】
前記酸化物は、所望の金属の水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化水素酸塩、塩化物等からなる群より選択される１種以上を混合し焼成することで得ることができる。混合方法としては、固体同士を力学的に混合しても、可溶な溶媒に溶解させ溶媒を除去することにより混合してもよい。焼成温度は、好ましくは３００℃以上であり、より好ましくは３００〜１，２００℃であり、更に好ましくは４００〜１，０００℃である。焼成時間は、好ましくは１時間〜１０時間であり、より好ましくは３時間〜８時間である。
乾燥及び焼成の際の周囲雰囲気は、大気中で十分である。
【００２６】
〔塩基性化合物〕
本実施形態に用いられる塩基性化合物は、塩基性を示す化合物であれば、制限なく用いることができる。塩基性化合物に含まれるアニオンの塩基解離定数（ｐＫｂ）は、好ましくは１０．８３以下であり、より好ましくは、７．６５以下、更に好ましくは２．００以下である。アニオンの塩基解離定数（ｐＫｂ）の下限値は、０．０１以上が好ましい。アニオンの塩基解離定数（ｐＫｂ）が上記範囲内であることにより、過酷な温度及び充放電電流の条件下で用いられた場合においても、サイクル特性、保存特性、及び連続充電特性がより優れる傾向にある。
本明細書においては、ｐＫｂとして、測定値ではなく、下記数式に従って算出した値を採用する。 
ｐＫｂ＝１４−ｐＫａ 
【００２７】
上記のｐＫａは酸解離定数である。上記数式におけるｐＫａには、当該アニオンに対する共役酸の値を代入することにより、ｐＫｂの算出を行った。本明細書における塩基性化合物のｐＫｂを求めるためのｐＫａの値は、文献「丸善  化学便覧」等から引用することができる。公知文献に記載のない塩基性化合物のｐＫｂ値は、例えば酸塩基の中和反応を利用することにより求めることができる。すなわち、ｐＫｂ未知の塩基性化合物について、適当な酸標準溶液（例えば塩酸、シュウ酸水溶液等）を用いて滴定し、その滴定曲線を解析することにより、ｐＫｂを知ることができる。滴定は、ｐＨ指示薬を用いて行うか、或いは市販のｐＨ測定装置を用いて測定することができる。測定条件は、水溶液中にて、常圧（１気圧）、２５℃とすることが好ましい。
【００２８】
本実施形態における塩基性化合物を構成するアニオンとしては、特に限定されないが、例えばＰＯ４３−、ＨＰＯ４２−、Ｈ２ＢＯ３−、Ｂ４Ｏ７２−、ＳｉＯ３２−、ＡｓＯ２−、ＡｓＯ３３−、ＨＡｓＯ３２−、Ｈ２ＡｓＯ３−、ＡｓＯ４３−、ＨＡｓＯ４２−、ＢｒＯ−、ＩＯ−、ＢｒＯ−、ＣｌＯ−、ＳＣＮ−、ＨＰＯ３２−、Ｈ２Ｐ２Ｏ７２−、Ｈ３Ｐ２Ｏ７−、Ｈ３Ｐ３Ｏ１０２−、Ｈ４ＰＯ３Ｏ１０−、Ｓ２−、ＨＳ−、ＳＯ３２−、ＳＯ４２−、Ｓｅ２−、ＳｅＯ３２−、ＳｉＯ２（ＯＨ）２２−、ＨＳｉＯ２（ＯＨ）２−、ＴｅＯ３２−、ＴｅＯ４２−、ＨＴｅＯ４−、ＧｅＯ３２−、ＨＧｅＯ３−、及びＳｂＯ２−からなる群より選ばれる１種以上であると好ましい。
【００２９】
本実施形態に用いる塩基性化合物は、少なくともホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、及び硫黄（Ｓ）のうちのいずれか１種以上の原子を含むことが好ましい。より好ましくはホウ素（Ｂ）及びリン（Ｐ）のうちの１種以上を含むことであり、更に好ましくはリン（Ｐ）を含むことである。例えばＰＯ４３−、ＨＰＯ４２−、Ｈ２ＢＯ３−、Ｂ４Ｏ７２−、及びＳＯ４２−からなる群より選ばれる１種以上であるとより好ましく、ＰＯ４３−及びＨＰＯ４２−からなる群より選ばれる１種以上であると更に好ましい。このようなアニオンを含む塩基性化合物を用いることにより、過酷な温度及び充放電電流の条件下で用いられた場合においても、サイクル特性及び高速充放電特性の双方がより優れる傾向にある。
【００３０】
塩基性化合物を構成するカチオンとしては、特に限定されないが、例えば、
Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋等の、水素を除く周期表１族；
Ｂｅ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋等の周期表２族；及び
Ａｌ３＋等からなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。このようなカチオンを含む塩基性化合物を用いることにより、過酷な温度及び充放電電流の条件下で用いられた場合においても、サイクル特性及び高速充放電特性の双方がより優れる傾向にある。
【００３１】
塩基性化合物は、その選択によっては、ガラス転移点を有し、非晶性を示す場合がある。このような非晶性の塩基性化合物は、リチウムイオン伝導の点で有利であるために好ましい。塩基性化合物がガラス転移点を有する場合、そのガラス転移点は、好ましくは４００〜１，０００℃であり、更に好ましくは４００〜９００℃である。
非晶性の塩基性化合物のうち、リンを含む塩基性化合物を表面に有するものがさらに好ましい。
【００３２】
塩基性化合物は、後述の焼成工程における最高到達温度以下の温度領域に融点を有することが好ましい。塩基性化合物が焼成温度以下の温度領域に融点を有することによって、該塩基性化合物と正極活物質前駆体との間で均一な反応が進むため、サイクル特性及び高速充放電特性の双方がより優れる傾向にある。
塩基性化合物の融点は、好ましくは４００℃〜１，０００℃であり、更に好ましくは４００〜９００℃である。
【００３３】
塩基性化合物の融点及びガラス転移点は、熱重量−示差熱分析（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ；ＴＧ−ＤＴＡ）、示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ；ＤＳＣ）等の熱分析手段によって検出することができる。また、塩基性化合物が非晶性であるか否かは、Ｘ線回折分析（Ｘ−ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ；ＸＲＤ）で回折角１５°〜３０°の範囲に出現する幅広のピークにより、或いはＴＥＭの電子線回折像により、確認することができる。
【００３４】
〔正極活物質の製造方法〕
本実施形態に係る正極活物質の製造方法は、
ａ．正極活物質前駆体と塩基性化合物とを混合する工程（混合工程）、及び
ｂ．前記工程ａ．で得られた混合物を焼成する工程（焼成工程）
を経る必要がある。
【００３５】
（混合工程）
混合工程は、正極活物質前駆体と、塩基性化合物とを混合する工程である。
混合方法としては、特に限定されないが、例えば、
塩基性化合物を含有する水溶液又は有機溶液中に、正極活物質前駆体を入れて撹拌し混合する方法（方法１）、
正極活物質前駆体と固体状の塩基性化合物とを力学的に混合する方法（方法２）、
蒸着、スパッタ等の手段により、気体状の塩基性化合物を正極活物質前駆体と接触させる方法（方法３）
等が挙げられる。
【００３６】
前記方法（１）及び（２）における混合方法としては、特に限定されないが、正極活物質前駆体の２次粒子が粉砕されない程度の強度で撹拌、混合することが好ましい。塩基性化合物を固体状態で混合する場合は、該塩基性化合物の２次粒子が粉砕されない程度の強度で、かつ、その強度の中でも比較的大きな力で混合することが好ましい。撹拌及び混合に用い得る装置としては、特に限定されないが、例えば、ミキサー、遊星ボールミル、ジェットミル、マグネチックスターラー等が挙げられる。
【００３７】
塩基性化合物を固体状態で混合する場合（前記方法２の場合）に使用する塩基性化合物の平均粒径は、特に限定されないが、好ましくは０．１〜１００μｍであり、より好ましくは０．１〜５０μｍである。固体状の塩基性化合物の平均粒径が０．１μｍ以上であることにより、該塩基性化合物と正極活物質前駆体とをより均一に接触させることができる傾向にある。また、固体状の塩基性化合物の平均粒径が１００μｍ以下であることにより、放電特性等の電池特性をより良好に維持することができる傾向にある。固体状の塩基性化合物の平均粒径は、レーザ回折式粒子径分布測定装置を用いて、大粒子と小粒子とが等量となるメジアン径（ｄ５０）として測定することができる。
【００３８】
塩基性化合物と正極活物質前駆体との混合は、不均一であっても効果を奏するが、両者を均一に混合又は接触したうえで焼成工程に供することが、より好ましい。
【００３９】
塩基性化合物を含有する水溶液又は有機溶液を用いる場合（上記方法１の場合）、焼成前に、混合工程後の混合物から溶媒を除去する乾燥工程を経ることが好ましい。乾燥方法は特に限定されないが、正極活物質前駆体を均一に処理する観点から、撹拌終了後に加熱等によって徐々に溶媒を除去することが好ましい。また、塩基性化合物を含む水溶液又は有機溶液中に正極活物質前駆体を浸漬し、ろ過して溶媒を除去した後、乾燥させてもよい。
【００４０】
正極活物質の製造に用いる塩基性化合物の量は、その効果をより有効かつ確実に奏する観点から、正極活物質前駆体の表面積Ｒ（ｍ２）、塩基性化合物の固体状態における密度Ａ（ｇ／ｃｍ３）、塩基性化合物の質量ｘ（ｇ）が、下記数式：
１≧１０ｘ／ＡＲ＞０
の関係を満たす量である。更には、これらの値が、下記数式：
０．８≧１０ｘ／ＡＲ≧０．００００１
の関係を満たすことが好ましく、下記数式：
０．１≧１０ｘ／ＡＲ≧０．０００１
の関係を満たすことが最も好ましい。ここで、１０ｘ／ＡＲが０になる場合、及び１０ｘ／ＡＲが１を上回る場合には、サイクル特性が低下する傾向にある。また、１０ｘ／ＡＲが１を上回ると、高速充放電特性が低下する傾向にある。更に、１０ｘ／ＡＲが０．１〜０．０００１の範囲の値を取る場合には、正極活物質の表面が安定化し、正極活物質同士の凝集が抑制されることにより、最終的に得られる電極における抵抗が低減するため、サイクル特性及び高速充放電特性の双方が向上する傾向にある。
【００４１】
ここで、上記数式は、正極活物質の製造に用いられる塩基性化合物の体積（単位：ｃｍ３）の、前駆体表面積（単位：ｍ２）に対する割合を規定する関係式である。従って、前駆体の表面積Ｒは平方メートル単位の数値で、塩基性化合物の密度はグラム毎立方センチメートル単位の数値で、それぞれ計算される。
【００４２】
（焼成工程）
塩基性化合物及び正極活物質前駆体、並びに場合により更にＬｉ化合物を混合した後、焼成工程を経ることにより、正極活物質が得られる。この焼成工程を経ることにより、塩基性化合物と正極活物質前駆体とが均一に反応し、サイクル特性等がより向上する傾向にある。
【００４３】
焼成温度は、好ましくは４００℃以上１，０００℃以下であり、より好ましくは６００℃以上９００℃以下であり、更に好ましくは７００℃以上９００℃以下である。焼成温度が４００℃以上であることにより、塩基性化合物と正極活物質前駆体との反応が進行し、サイクル特性及び高速充放電特性がより向上する傾向にある。また、焼成温度が１，０００℃以下であることにより、１次粒子成長速度が過度に増加して正極活物質の結晶粒子が大きくなり過ぎることをより抑制できる傾向にある。また、焼成温度が１，０００℃以下であることにより、局所的にＬｉ欠損量が過度に増大して構造的に不安定となることをより抑制できる傾向にある。更に、焼成温度が１，０００℃以下であることにより、Ｌｉ元素が占有するサイトと、遷移金属が占有するサイトとの間の元素置換を抑制できるため、Ｌｉ伝導パスが維持され、放電容量も維持される。以上の効果により、正極活物質からの酸素脱離、結晶安定性の低下、充放電サイクル性能の低下、Ｌｉの揮発による正極活物質の組成の変化、及び正極活物質粒子の高密度化による電池性能の低下をより抑制できる傾向にある。また、焼成温度が７００℃以上９００℃以下であることにより、サイクル特性及び高速充放電特性の双方が更に向上する傾向にある。
【００４４】
焼成時間は、好ましくは１時間〜８時間であり、より好ましくは１〜５時間であり、更に好ましくは３〜５時間である。焼成時間が１〜８時間であることにより、サイクル特性及び保存特性が向上する傾向にある。
【００４５】
焼成工程の昇温速度は、好ましくは１℃／ｍｉｎ〜５０℃／ｍｉｎであり、より好ましくは１℃／ｍｉｎ〜２０℃／ｍｉｎである。昇温速度が５０℃／ｍｉｎ以下であることにより、塩基性化合物と正極活物質前駆体とがより均一に反応し、サイクル特性及び高速充放電特性がより向上する傾向にある。また、昇温速度が１℃／ｍｉｎ以上であることにより、サイクル特性、保存特性等がより向上する傾向にある。
【００４６】
焼成工程の降温速度は、好ましくは１℃／ｍｉｎ〜２５℃／ｍｉｎであり、より好ましくは１℃／ｍｉｎ〜１０℃／ｍｉｎである。降温速度が２５℃／ｍｉｎ以下であることにより、正極活物質表面の抵抗を減少させることができ、サイクル特性及び高速充放電特性が向上する傾向にある。また、降温速度が１℃／ｍｉｎ以上であることにより、焼成工程のプロセスタイムが短くなり、生産性がより向上する傾向にある。
【００４７】
焼成工程における最高到達温度は、前記塩基性化合物の融点を超える温度であることが好ましい。焼成工程における最高到達温度を塩基性化合物の融点を超える温度とすることにより、該塩基性化合物と正極活物質前駆体との間で均一な反応が進むため、得られる非水電解質二次電池のサイクル特性及び高速充放電特性の双方がより優れることとなり、好ましい。
上記焼成工程における最高到達温度は、塩基性化合物の融点に対して、５℃以上高いことが好ましく、１０〜２００℃高いことがより好ましい。焼成温度を塩基性化合物の融点を超える温度に維持する時間は、３０分以上とすることが好ましく、より好ましくは１〜８時間である。
【００４８】
焼成時の雰囲気としては、酸化性雰囲気下（例えば大気中）及び不活性雰囲気下（例えば窒素中）のいずれでもよく、特に限定されない。しかし、正極活物質表面及び内部で酸素の挿入及び脱離のどちらも起こり得る大気中における焼成がより好ましい。
【００４９】
〔正極活物質〕
正極活物質の比表面積は０．１ｍ２／ｇ以上、１０．０ｍ２／ｇ以下が好ましい。正極活物質の比表面積が０．１ｍ２／ｇ以上であることにより、放電特性等の電池特性がより優れる傾向にある。一方で、正極活物質の比表面積が１０．０ｍ２／ｇ以下であることにより、サイクル特性及び保存特性がより優れる傾向にある。
【００５０】
〔非水電解質二次電池〕
本実施形態に係る非水電解質二次電は、少なくとも、本実施形態に係る正極活物質を含む正極と、負極と、非水電解質と、外装体と、を備える。このように、本実施形態に係る正極活物質は、非水電解質二次電池用であることが好ましい。このことにより、自動車用途等の、従来よりも過酷な温度及び充放電条件下で用いられた場合においても、サイクル特性及び高速充放電特性の双方に優れた非水電解質二次電池を実現することができる。
【００５１】
図１は、本実施形態における非水電解質二次電池の一例を概略断面図で示すものである。図１に示される非水電解質二次電池１００は、セパレーター１１０と、そのセパレーター１１０を両側から挟む正極１２０と負極１３０と、更にそれらの積層体を挟む正極集電体１４０（正極の外側に配置）と、負極集電体１５０（負極の外側に配置）と、それらを収容する電池外装１６０と、を備える。正極１２０とセパレーター１１０と負極１３０とを積層した積層体は、電解液に含浸されている。
【００５２】
〔正極〕
本実施形態に係る正極は、本実施形態に係る正極活物質を含み、必要に応じて、導電材と、結着材と、集電体と、を含むことができる。
【００５３】
正極に含まれ得る導電材としては、電子を伝導できる公知のものを用いることができ、特に制限されない。その中でも、例えば、活性炭、各種コークス、カーボンブラック、アセチレンブラック等の非黒鉛炭素質材料、及び黒鉛から選択されることが好ましい。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００５４】
正極に含まれ得る結着材としては、正極活物質、導電材、及び集電体のうちの少なくとも２つを結着できる公知のものを用いることができ、特に制限されない。その中でも、結着材としては、ポリフッ化ビニリデン及びフッ素ゴムが好ましい。結着材は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００５５】
正極に含まれ得る集電体としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、チタン、ステンレス等から成る金属箔の他、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル、カーボンクロス、カーボンペーパー等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００５６】
〔負極〕
本実施形態に用いられる負極は、負極活物質と、結着材と、集電体と、を含むことが好ましい。
【００５７】
負極に含まれ得る負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な公知のものを用いることができる。その中でも、例えば、黒鉛粉末、メソフェーズ炭素繊維、及びメソフェーズ小球体等の炭素材料の他、金属、合金、酸化物、窒化物等が好ましい。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００５８】
負極に含まれ得る結着材としては、負極活物質、導電材、及び集電体のうちの少なくとも２つを結着できる公知のものを用いることができ、特に限定されない。その中でも、例えば、カルボキシメチルセルロース、スチレン−ブタジエンの架橋ゴムラテックス、アクリル系ラテックス、ポリフッ化ビニリデン等が好ましい。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００５９】
負極に含まれ得る集電体としては、特に限定されないが、例えば、銅、ニッケル、ステンレス等の金属箔の他、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル、カーボンクロス、カーボンペーパー等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００６０】
〔非水電解質〕
本実施形態における非水電解質は、電解質（塩）及び非水溶媒を含有することが好ましい。
本実施形態における非水電解質に用いられる電解質（塩）としては、特に限定されず従来公知のものを用いることができる。その具体例としては、例えば、ＬｉＰＦ６（六フッ化リン酸リチウム）、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、Ｌｉ２ＳｉＦ６、ＬｉＯＳＯ２ＣｋＦ２ｋ＋１〔ｋは１〜８の整数〕、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣｋＦ２ｋ＋１）２〔ｋは１〜８の整数〕、ＬｉＰＦｎ（ＣｋＦ２ｋ＋１）６−ｎ〔ｎは１〜５の整数、ｋは１〜８の整数〕、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｏ４）、ＬｉＰＦ２（Ｃ２Ｏ４）２、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｌＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、Ｌｉ２Ｂ１２ＦｂＨ１２−ｂ〔ｂは０〜３の整数〕、ＬｉＢＦｑ（ＣｓＦ２ｓ＋１）４−ｑ〔ｑは１〜３の整数、ｓは１〜８の整数〕、ＬｉＢ（Ｃ２Ｏ４）２、ＬｉＢＦ２（Ｃ２Ｏ４）、ＬｉＢ（Ｃ３Ｏ４Ｈ２）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｏ２）等が挙げられる。これらの電解質は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。これらの中では、本発明の目的をより有効かつ確実に達成する観点から、ＬｉＰＦ６が好ましい。
【００６１】
本実施形態における非水電解質に用いられる非水溶媒としては、特に限定されず従来公知のものを用いることができる。非水溶媒としては、例えば、非プロトン性極性溶媒が好ましい。その具体例としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、１，２−ブチレンカーボネート、２，３−ブチレンカーボネート、１，２−ペンチレンカーボネート、２，３−ペンチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロエチレンカーボネート等の環状カーボネート；γーブチロラクトン、γーバレロラクトン等のラクトン；スルホラン等の環状スルホン；テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル；エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルトリフルオロエチルカーボネート等の鎖状カーボネート；アセトニトリル等のニトリル；ジメチルエーテル等の鎖状エーテル；プロピオン酸メチル等の鎖状カルボン酸エステル；ジメトキシエタン等の鎖状エーテルカーボネート化合物等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００６２】
なお、本実施形態の非水電解質は、液体状であってもよく固体電解質であってもよい。
【００６３】
〔セパレーター〕
本実施形態に用いられ得るセパレーターとしては、非水電解質二次電池に用いられる従来公知のものを用いることができ、特に制限されない。本実施形態におけるセパレーターは、イオンの透過性が高く、かつ正極と負極とを電気的に隔離する機能を有するものであればよい。
【００６４】
セパレーターとしては、例えば、合成樹脂製微多孔膜、不織布、抄紙、多孔膜、固体電解質のフィルム等が挙げられる。合成樹脂製微多孔膜としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂から成る微多孔膜が好適に用いられる。不織布、抄紙、及び多孔膜としては、それぞれ、例えば、セルロース、芳香族ポリアミド、フッ素樹脂、ポリオレフィン等から成るものを挙げることができる。これらの不織布、抄紙、及び多孔膜は、前記した樹脂と、アルミナ、シリカ等の１種以上の無機物との混合物から成るものであってもよく、又は前記した樹脂の表面の少なくとも一部が該無機物によって被覆されていてもよい。
【００６５】
〔外装体〕
本実施形態に用いられる外装体は、従来公知のものを用いることができ、特に制限されない。外装体の材料としては、特に限定されないが、例えば、ステンレス、鉄、アルミニウム等の金属、これらの金属の表面を樹脂で被覆したラミネートフィルム等が挙げられる。
【００６６】
本実施形態の非水電解質二次電池は、上述の構成を有する他は、従来公知のものと同様の構成を有していてもよい。本実施形態の非水電解質二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池、及びリチウムイオンキャパシタが挙げられる。
【００６７】
本実施形態の非水電解質二次電池は、自動車用途等の、従来よりも過酷な温度及び充放電条件下で用いられた場合においても、サイクル特性及び高速充放電特性の双方に優れたものとなる。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６９】
実施例１
＜正極活物質の合成＞
硫酸ニッケル（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））と硫酸マンガン（ＩＩ）五水和物（和光純薬工業（株））と硫酸コバルト（ＩＩ）七水和物（和光純薬工業（株））とを、遷移金属元素のモル比として１：１：１の割合で水に溶解し、金属イオン濃度の総和が２ｍｏｌ／Ｌであるニッケル−マンガン−コバルト混合水溶液を調製した。このニッケル−マンガン−コバルト混合水溶液を、７０℃に加温した濃度１ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム水溶液３，０００ｍＬ中に、１２．５ｍＬ／ｍｉｎの添加速度で１２０分間かけて滴下した。滴下中は、炭酸ナトリウム水溶液を攪拌しつつ、該水溶液中に２００ｍＬ／ｍｉｎの流量の窒素をバブリングした。上記の操作により析出物質が生成した。得られた析出物質を蒸留水で十分洗浄した後、１００℃において８時間乾燥した。その後、得られた化合物を、大気中、８００℃において１時間焼成することにより、正極活物質前駆体であるニッケル−マンガン−コバルト化合物を得た。得られた正極活物質前駆体につき、カンタクロム社製オートソーブ―１を用いてＢＥＴ法により測定した窒素吸着比表面積は、２．２ｍ２／ｇであった。
【００７０】
次いで、得られたニッケル−マンガン−コバルト化合物と炭酸リチウム（和光純薬工業（株））とを、Ｌｉ：Ｎｉ：Ｍｎ：Ｃｏのモル比が３：１：１：１になるように秤量し、更に塩基性化合物としてＬｉ３ＰＯ４（密度：２．５４ｇ／ｃｍ３、融点：８３７℃）を、１０ｘ／ＡＲ＝０．１となるようなｘ（ｇ）の質量にて添加した。
これらを１時間乾式混合した後、得られた混合物を、大気中、９００℃において５時間焼成（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、降温速度：１０℃／ｍｉｎ）することにより、正極活物質を得た。
【００７１】
＜非水電解質二次電池の作製＞
（１）正極の作製
上述のようにして得られた正極活物質と、導電助剤としてグラファイトの粉末（ＴＩＭＣＡＬ社製、ＫＳ−６）及びアセチレンブラックの粉末（電気化学工業社製、ＨＳ−１００）と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン溶液（クレハ社製、Ｌ＃７２０８）とを、固形分比として８０：５：５：１０の質量比で混合した。得られた混合物に、分散溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンを固形分３５質量％となるように投入し、更に混合してスラリーを調製した。このスラリーを厚さ２０μｍのアルミニウム箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延した。圧延後のものを直径１６ｍｍの円盤状に打ち抜いくことにより、正極を得た。
【００７２】
（２）負極の作製
負極活物質としてグラファイト粉末（大阪ガスケミカル社製、ＯＭＡＣ１．２Ｈ／ＳＳ）及びグラファイト粉末（ＴＩＭＣＡＬ社製、ＳＦＧ６）と、バインダーとしてスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びカルボキシメチルセルロース水溶液とを、９０：１０：１．５：１．８の固形分質量比で混合した。得られた混合物を、固形分濃度が４５質量％となるように、分散溶媒としての水に添加して、スラリーを調製した。このスラリーを厚さ１８μｍの銅箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延した。圧延後のものを直径１６ｍｍの円盤状に打ち抜くことにより、負極を得た。
【００７３】
（３）非水電解質の調製
エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを体積比１：２で混合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解することにより、非水電解質である電解液を得た。
【００７４】
（４）電池の作製
上述のようにして作製した正極と負極とをポリエチレン製の微多孔膜からなるセパレーター（膜厚２５μｍ、空孔率５０％、孔径０．１μｍ〜１μｍ）の両側に重ね合わせた積層体を、ステンレス製の円盤型電池ケース（外装体）に挿入した。ここに、上記電解液を０．５ｍＬ注入し、上記の積層体を電解液に浸漬した後、電池ケースを密閉することにより、非水電解質二次電池を作製した。
【００７５】
＜電池評価＞
（１）初期充放電
得られた非水電解質二次電池（以下、単に「電池」ともいう。）を、２５℃に設定した恒温槽（二葉科学社製、恒温槽ＰＬＭ−７３Ｓ）に収容し、充放電装置（アスカ電子（株）製、充放電装置ＡＣＤ−０１）に接続した。次いで、この電池を０．０５Ｃの定電流で充電し、４．２Ｖに到達した後、４．２Ｖの定電圧で２時間充電し、更に０．２Ｃの定電流で３．０Ｖまで放電した。
なお、１Ｃとは電池が１時間で放電される電流値である。
【００７６】
（２）高速充放電試験
上記初期充放電後の電池を、２５℃に設定した恒温槽（二葉科学社製、恒温槽ＰＬＭ−７３Ｓ）に収容し、充放電装置（アスカ電子（株）製、充放電装置ＡＣＤ−０１）に接続した。次いで、この電池を、１／３Ｃの定電流で充電し、４．２Ｖに到達した後、４．２Ｖの定電圧で１時間充電し、更に１／３Ｃの定電流で３．０Ｖまで放電した。続いて、この電池を、１／３Ｃの定電流で充電し、４．２Ｖに到達した後、４．２Ｖの定電圧で１時間充電し、更に５Ｃの定電流で３．０Ｖまで放電した。更に続いて、この電池を、１／３Ｃの定電流で充電し、４．２Ｖに到達した後、４．２Ｖの定電圧で１時間充電し、更に１０Ｃの定電流で３．０Ｖまで放電した。
この時、１／３Ｃの定電流で３．０Ｖまで放電したときの放電容量を基準として、５Ｃの定電流で３．０Ｖまで放電した時の放電容量維持率を調べた。この結果を表１に示した。
【００７７】
（３）サイクル試験
上記初期充放電後の電池を、５０℃に設定した恒温槽（二葉科学社製、恒温槽ＰＬＭ−７３Ｓ）に収容し、充放電装置（アスカ電子（株）製、充放電装置ＡＣＤ−０１）に接続した。次いで、この電池を、１Ｃの定電流で４．２Ｖまで充電し、４．２Ｖに到達した後、４．２Ｖの定電圧で１時間充電し、更に１Ｃの定電流で３．０Ｖまで放電した。この一連の充放電を１サイクルとして繰り返した時の、１サイクル目の放電容量を基準として、１００サイクル目における放電容量維持率を調べた。この結果を表１に示した。
【００７８】
実施例２〜６及び９〜１６、並びに比較例１及び２
上記実施例１の＜正極活物質の合成＞において、
塩基性化合物として、表１に記載した種類のものを、１０ｘ／ＡＲの値が表１に記載の値となるような質量ｘ（ｇ）にて添加し、
焼成温度を表１に記載の温度に変更したこと以外は、実施例１と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。
比較例２においては、塩基性化合物の添加を行わなかった。
結果を表１に示した。
【００７９】
なお、これらの実施例で使用した塩基性化合物の密度及び融点は、それぞれ、以下のとおりである。
Ｎａ３ＰＯ４（密度：２．５４ｇ／ｃｍ３、融点：１，３４０℃）
Ｋ３ＰＯ４（密度：２．５６ｇ／ｃｍ３、融点：１，３４０℃）
Ｃａ３（ＰＯ４）２（密度：３．１４ｇ／ｃｍ３、融点：１，６７０℃）
ＡｌＰＯ４（密度：２．５６ｇ／ｃｍ３、融点：１，４６０℃）
Ｌｉ２ＳＯ４（密度：２．２２ｇ／ｃｍ３、融点：８５９℃）
Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７（密度：２．４５ｇ／ｃｍ３、融点：９１７℃）
【００８０】
実施例７
＜正極活物質の合成＞
硫酸ニッケル（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））と硫酸マンガン（ＩＩ）五水和物（和光純薬工業（株））と硫酸コバルト（ＩＩ）七水和物（和光純薬工業（株））を、遷移金属元素のモル比として１：１：１の割合で水に溶解し、金属イオン濃度の総和が２ｍｏｌ／Ｌであるニッケル−マンガン−コバルト混合水溶液を調製した。このニッケル−マンガン−コバルト混合水溶液を、７０℃に加温した濃度１ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム水溶液３，０００ｍＬ中に、１２．５ｍＬ／ｍｉｎの添加速度で１２０分間かけて滴下した。なお、滴下中には、炭酸ナトリウム水溶液を攪拌しながら、該水溶液に２００ｍＬ／ｍｉｎの流量の窒素をバブリングした。これにより析出物質が生成した。析出物質を回収し、蒸留水で十分洗浄し、１００℃において８時間乾燥して、ニッケル−マンガン−コバルト化合物を得た。得られたニッケル−マンガン−コバルト化合物と炭酸リチウム（和光純薬工業（株））とを、リチウム：ニッケル：マンガン：コバルトのモル比が３：１：１：１になるように秤量した。これらを１時間乾式混合した後、得られた混合物を、大気中、９００℃において５時間焼成し、正極活物質前駆体を得た。この正極活物質前駆体につき、カンタクロム社製オートソーブ―１を用いてＢＥＴ法により測定した窒素吸着比表面積は、１．２ｍ２／ｇであった。
【００８１】
次いで、上記で得られた正極活物質前駆体に、塩基性化合物としてＬｉ３ＰＯ４を１０ｘ／ＡＲ＝０．１となるようなｘ（ｇ）の質量にて添加した。
これらを１時間乾式混合した後、得られた混合物を、酸素雰囲気下、９００℃において５時間焼成（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、降温速度：１０℃／ｍｉｎ）することにより、正極活物質を得た。
【００８２】
＜非水電解質二次電池の作製及び評価＞
上記の正極活物質を用いたこと以外は実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【００８３】
実施例８並びに比較例３及び４
上記実施例７の＜正極活物質の合成＞において、塩基性化合物として、表１に記載した種類のものを１０ｘ／ＡＲの値が表１に記載の値となるような質量ｘ（ｇ）にて添加し、焼成温度を表１に記載の温度に変更したこと以外は、実施例７と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。
比較例３においては、塩基性化合物の添加後の焼成を行わなかった。
結果を表１に示した。
【００８４】
実施例１７
＜正極活物質の合成＞
炭酸マンガン（ＩＩ）ｎ水和物（和光純薬工業（株））を、大気中、８００℃において１時間焼成することにより、正極活物質前駆体を得た。得られた正極活物質前駆体につき、カンタクロム社製オートソーブ―１を用いてＢＥＴ法により測定した窒素吸着比表面積は、２．０ｍ２／ｇであった。
次いで、得られた正極活物質前駆体と炭酸リチウム（和光純薬工業（株））とを、Ｌｉ：Ｍｎのモル比が１：２になるように秤量し、更にＬｉ３ＰＯ４を１０ｘ／ＡＲ＝０．１となるようなｘ（ｇ）の質量にて添加した。
これらを１時間乾式混合した後、得られた混合物を、酸素雰囲気下、１，０００℃において５時間焼成（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、降温速度：１０℃／ｍｉｎ）することにより、正極活物質を得た。
【００８５】
＜非水電解質二次電池の作製及び評価＞
上記で得た正極活物質を用いた以外は実施例１と同様にして非水電解質二次電池（電池）を作製し、評価を行った。結果を表２に示した。
【００８６】
実施例１８及び２０〜２７、並びに比較例５及び６
上記実施例１７の＜正極活物質の合成＞において、塩基性化合物として、表２に記載した種類のものを１０ｘ／ＡＲの値が表２に記載の値となるような質量ｘ（ｇ）にて添加し、焼成温度を表２に記載の温度に変更したこと以外は、実施例１７と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。
比較例６においては、塩基性化合物の添加を行わなかった。
結果を表２に示した。
【００８７】
実施例１９
＜正極活物質の合成＞
炭酸リチウム（和光純薬工業（株））と、炭酸マンガン（ＩＩ）ｎ水和物（和光純薬工業（株））とを、Ｌｉ：Ｍｎのモル比が１：２になるように秤量し、１時間乾式混合後、得られた混合物を酸素雰囲気下において１０００℃で５時間焼成して正極活物質前駆体を得た。得られた正極活物質の比表面積はカンタクロム社製オートソーブ―１を用いて窒素により測定、ＢＥＴ法により算出した。正極活物質前駆体の窒素吸着比表面積は１．８ｍ２／ｇであった。得られた正極活物質前駆体にＬｉ３ＰＯ４を１０ｘ／ＡＲ=０．１となるような質量ｘ（ｇ）にて添加した。１時間乾式混合した後、得られた混合物を、酸素雰囲気下、９００℃において５時間焼成（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、降温速度：１０℃／ｍｉｎ）することにより、正極活物質を得た。評価は実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００８８】
比較例７
上記実施例１９の＜正極活物質の合成＞において、Ｌｉ３ＰＯ４を添加混合後に焼成を行わなかったこと以外は、実施例１９と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。結果を表２に示した。
【００８９】
比較例８
上記実施例１９の＜正極活物質の合成＞において、Ｌｉ３ＰＯ４の添加量を１０ｘ／ＡＲ＝１．１となるようなｘ（ｇ）の質量に変更したこと以外は、実施例１９と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。結果を表２に示した。
【００９０】
実施例２８
＜正極活物質の合成＞
硝酸ニッケル（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））、硝酸コバルト（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））、及び硝酸マンガン（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））を、Ｎｉ：Ｃｏ：Ｍｎの組成比が、モル比で０．１７５：０．１００：０．５２５になるように秤量し、硝酸塩総量としての濃度が４０質量％となるように蒸留水を加え、硝酸塩水溶液とした。得られた水溶液を、２６０℃において２時間乾燥して水を除去した後、得られた粉体を回収した。この粉体を、８００℃において１時間焼成することにより、硝酸分を除去して正極活物質前駆体を得た。得られた正極活物質前駆体につき、カンタクロム社製オートソーブ―１を用いてＢＥＴ法により測定した窒素吸着比表面積は、６．１ｍ２／ｇであった。
次いで、上記で得られた前駆体に、硝酸リチウム（和光純薬工業（株））を、Ｌｉ：Ｎｉ：Ｃｏ：Ｍｎのモル比が１．２：０．１７５：０．１００：０．５２５になるように加え、更にＬｉ３ＰＯ４を１０ｘ／ＡＲ＝０．１となるようなｘ（ｇ）の質量にて添加した。
これらを１時間乾式混合した後、得られた混合物を、大気中、９００℃において５時間焼成（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、降温速度：１０℃／ｍｉｎ）することにより、正極活物質を得た。
【００９１】
＜非水電解質二次電池の作製＞
上記で得た正極活物質を用いた以外は実施例１と同様にして非水電解質二次電池（電池）を作製した。
＜電池評価＞
電池評価は、初期充放電における充電電圧を４．７Ｖに設定し、
高速充放電試験及びサイクル試験における充電電圧を、それぞれ４．５Ｖに設定した以外は実施例１と同様に行った。
結果を表３に示した。
【００９２】
実施例２９及び３１〜３８、並びに比較例９及び１０
上記実施例２８の＜正極活物質の合成＞において、塩基性化合物として、表３に記載した種類のものを１０ｘ／ＡＲの値が表３に記載の値となるような質量ｘ（ｇ）にて添加し、焼成温度を表３に記載の温度に変更したこと以外は、実施例２８と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。
比較例１０においては、塩基性化合物の添加を行わなかった。
結果を表３に示した。
【００９３】
実施例３０
＜正極活物質の合成＞
硝酸リチウム（和光純薬工業（株））、硝酸ニッケル（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））、硝酸コバルト（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））及び硝酸マンガン（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））を、Ｌｉ：Ｎｉ：Ｃｏ：Ｍｎの組成比が、モル比で１．２：０．１７５：０．１００：０．５２５になるように秤量し、硝酸塩総量としての濃度が４０質量％となるように蒸留水を加え、硝酸塩水溶液とした。得られた水溶液を、２６０℃において２時間乾燥して水を除去した後、得られた粉体を回収した。この粉体を、５００℃において６時間加熱することにより、硝酸分を除去した。得られた硝酸分除去後の粉体を、容器から一度取り出して粉砕混合した後、９００℃において８時間焼成し、正極活物質前駆体を得た。得られた正極活物質前駆体につき、カンタクロム社製オートソーブ―１を用いてＢＥＴ法により測定した窒素吸着比表面積は、４．２ｍ２／ｇであった。
【００９４】
次いで、上記で得られた正極活物質前駆体に、Ｌｉ３ＰＯ４（密度：１．６９ｇ／ｍｌ）を１０ｘ／ＡＲ＝０．１となるようなｘ（ｇ）の質量にて添加した。
これらを１時間乾式混合した後、得られた混合物を酸素雰囲気下、９００℃において５時間焼成（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、降温速度：１０℃／ｍｉｎ）することにより、正極活物質を得た。
【００９５】
＜非水電解質二次電池の作製＞
上記で得た正極活物質を用いた以外は実施例１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。
＜電池評価＞
電池の評価は、実施例２８と同様に行った。結果を表３に示した。
【００９６】
比較例１１
上記実施例３０の＜正極活物質の合成＞において、Ｌｉ３ＰＯ４を添加混合後、焼成を行わなかったこと以外は、実施例３０と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。結果を表３に示した。
【００９７】
比較例１２
上記実施例３０の＜正極活物質の合成＞において、Ｌｉ３ＰＯ４の添加量を１０ｘ／ＡＲ＝１．１となるようなｘ（ｇ）の質量に変更したこと以外は、実施例３０と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。結果を表３に示した。
【００９８】
実施例３９
＜正極活物質の合成＞
遷移金属元素のモル比として１：３の割合の硫酸ニッケル（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））と硫酸マンガン（ＩＩ）五水和物（和光純薬工業（株））とを、水に溶解し、金属イオン濃度の総和が２ｍｏｌ／Ｌであるニッケル−マンガン混合水溶液を調製した。このニッケル−マンガン混合水溶液を、７０℃に加温した濃度１ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム水溶液３，０００ｍＬ中に、１２．５ｍＬ／ｍｉｎの添加速度で１２０分間かけて滴下した。滴下中は、炭酸ナトリウム水溶液を攪拌しながら、該水溶液中に２００ｍＬ／ｍｉｎの流量の空気をバブリングしながら吹き込んだ。上記の操作により析出物質が生成した。得られた析出物質を回収し、蒸留水で十分洗浄した後、乾燥した。その後、得られた化合物を、大気中、８００℃において１時間焼成することにより、正極活物質前駆体であるニッケルマンガン化合物を得た。得られた正極活物質前駆体につき、カンタクロム社製オートソーブ―１を用いてＢＥＴ法により測定した窒素吸着比表面積は、２．９ｍ２／ｇであった。
【００９９】
上記で得られた正極活物質前駆体と粒径２μｍの炭酸リチウムとを、Ｌｉ：Ｎｉ：Ｍｎのモル比が１：０．５：１．５になるように秤量し、更にＬｉ３ＰＯ４を１０ｘ／ＡＲ＝０．１となるようなｘ（ｇ）の質量にて添加した。
これらを１時間乾式混合した後、得られた混合物を、酸素雰囲気下、９００℃において５時間焼成（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、降温速度：１０℃／ｍｉｎ）することにより、正極活物質を得た。
【０１００】
＜非水電解質二次電池の作製＞
上記で得た正極活物質を用いた以外は実施例１と同様にして非水電解質二次電池（電池）を作製した。
＜電池評価＞
電池評価は、初期充放電、高速充放電試験及びサイクル試験における充電電圧を、それぞれ、４．８Ｖに設定した以外は実施例１と同様に行った。結果を表４に示した。
【０１０１】
実施例４０及び４２〜４９、並びに比較例１３及び１４
上記実施例３９の＜正極活物質の合成＞において、塩基性化合物として、表４に記載した種類のものを１０ｘ／ＡＲの値が表４に記載の値となるような質量ｘ（ｇ）にて添加し、焼成温度を表４に記載の温度に変更したこと以外は、実施例３９と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。
比較例１４においては、塩基性化合物の添加を行わなかった。
結果を表４に示した。
【０１０２】
実施例４１
＜正極活物質の合成＞
遷移金属元素のモル比として１：３の割合の硫酸ニッケル（ＩＩ）六水和物（和光純薬工業（株））と硫酸マンガン（ＩＩ）五水和物（和光純薬工業（株））とを、水に溶解し、金属イオン濃度の総和が２ｍｏｌ／Ｌであるニッケル−マンガン混合水溶液を調製した。このニッケル−マンガン混合水溶液を、７０℃に加温した濃度１ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム水溶液３，０００ｍＬ中に、１２．５ｍＬ／ｍｉｎの添加速度で１２０分間かけて滴下した。滴下中は、炭酸ナトリウム水溶液を攪拌しながら、該水溶液中に２００ｍＬ／ｍｉｎの流量の空気を水溶液中にバブリングしながら吹き込んだ。上記の操作により析出物質が生成した。生成した析出物質を回収し、蒸留水で十分洗浄した後、１００℃において８時間加熱乾燥して、ニッケルマンガン化合物を得た。得られたニッケルマンガン化合物と粒径２μｍの炭酸リチウムとを、Ｌｉ：Ｎｉ：Ｍｎのモル比が１：０．５：１．５になるように秤量し、１時間乾式混合した後、得られた混合物を、酸素雰囲気下１，０００℃において４時間焼成して、正極活物質前駆体を得た。得られた正極活物質前駆体につき、カンタクロム社製オートソーブ―１を用いてＢＥＴ法により測定した窒素吸着比表面積は、０．６ｍ２／ｇであった。
【０１０３】
上記で得られた正極活物質前駆体に、Ｌｉ３ＰＯ４（融点：８３７℃）（密度：２．５４ｇ／ｍｌ）を、１０ｘ／ＡＲ＝０．１となるようなｘ（ｇ）の質量にて添加した。
これらを１時間乾式混合した後、得られた混合物を、酸素雰囲気下、９００℃において５時間焼成（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、降温速度：１０℃／ｍｉｎ）することにより、正極活物質を得た。
【０１０４】
＜非水電解質二次電池の作製＞
上記で得た正極活物質を用いた以外は実施例１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。
＜電池評価＞
電池の評価は実施例３９と同様に行った。結果を表４に示した。
【０１０５】
比較例１５
上記実施例４１の＜正極活物質の合成＞において、Ｌｉ３ＰＯ４を添加混合後、焼成を行わなかったこと以外は、実施例４１と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。結果を表４に示した。
【０１０６】
比較例１６
上記実施例４１の＜正極活物質の合成＞において、Ｌｉ３ＰＯ４の添加量を１０ｘ／ＡＲ＝１．１となるようなｘ（ｇ）の質量に変更したこと以外は、実施例４１と同様にして正極活物質を合成し、該正極活物質を用いて非水電解質二次電池を作製し、評価を行った。結果を表４に示した。
【０１０７】
【表１】
2016110797.tif 000003
【０１０８】
【表２】
2016110797.tif 000004
【０１０９】
【表３】
2016110797.tif 000005
【０１１０】
【表４】
2016110797.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明の非水電解質二次電池は、例えば各種民生用機器用電源、自動車用電源等に、好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１００    非水電解質二次電池
１１０    セパレーター
１２０    正極
１３０    負極
１４０    正極集電体
１５０    負極集電体
１６０    電池外装
【図１】
2016110797.tif 000007