DE202019005967U1 - Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie und Lithium-Sekundärbatterie, die das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst - Google Patents

Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie und Lithium-Sekundärbatterie, die das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst Download PDF

Info

Publication number
DE202019005967U1
DE202019005967U1 DE202019005967.9U DE202019005967U DE202019005967U1 DE 202019005967 U1 DE202019005967 U1 DE 202019005967U1 DE 202019005967 U DE202019005967 U DE 202019005967U DE 202019005967 U1 DE202019005967 U1 DE 202019005967U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
positive electrode
active material
electrode active
secondary battery
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE202019005967.9U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of DE202019005967U1 publication Critical patent/DE202019005967U1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00—Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
    • C01B35/12—Borates
    • C01B35/121—Borates of alkali metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/40—Nickelates
    • C01G53/42—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2
    • C01G53/44—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2 containing manganese
    • C01G53/50—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2 containing manganese of the type [MnO2]n-, e.g. Li(NixMn1-x)O2, Li(MyNixMn1-x-y)O2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H01M4/1315—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx containing halogen atoms, e.g. LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H01M4/13915—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx containing halogen atoms, e.g. LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie, wobei das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst:
ein Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid, das Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Mangan (Mn) umfasst; und eine glasartige Beschichtungsschicht, die auf Oberflächen von Partikeln des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet ist,
worin in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge von Übergangsmetallen 60 mol-% oder mehr beträgt und die Menge von Mangan (Mn) größer ist als die Menge von Kobalt (Co),
worin das Positivelektroden-Aktivmaterial eine Partikelfestigkeit von 150 MPa oder größer aufweist; und
worin die glasartige Beschichtungsschicht eine durch die Formel 1 dargestellte glasartige Verbindung umfasst: LiaM1 bOc [Formel 1]
worin in Formel 1 M1 zumindest eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bor (B), Aluminium (Al), Silizium (Si), Titan (Ti) und Phosphor (P), und worin 1≤a≤4, 1≤b≤8 und 1≤c≤20.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2018-0008909 , eingereicht am 24. Januar 2018 beim koreanischen Patentamt, deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Inbezugnahme aufgenommen ist.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie und eine Lithium-Sekundärbatterie, die das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst.
  • STAND DER TECHNIK
  • Mit der raschen Verbreitung von elektronischen Vorrichtungen, bei denen Batterien eingesetzt werden, wie zum Beispiel Mobiltelefone, Notebook-Computer und Elektrofahrzeuge, hat sich kürzlich die Nachfrage nach Sekundärbatterien mit relativ großer Kapazität sowie mit kleiner Größe und geringem Gewicht rasch erhöht. Weil eine Lithium-Sekundärbatterie ein geringes Gewicht aufweist und eine hohe Energiedichte besitzt, ist insbesondere die Lithium-Sekundärbatterie als Antriebsstromquelle für tragbare Vorrichtungen im Fokus. Entsprechend sind aktiv Forschungs- und Entwicklungsbemühungen zur Verbesserung der Leitungseigenschaften von Lithium-Sekundärbatterien durchgeführt worden.
  • In der Lithium-Sekundärbatterie in einem Zustand, in dem eine organische Elektrolytlösung oder eine Polymer-Elektrolytlösung zwischen eine positive Elektrode und eine negative Elektrode gefüllt ist, die jeweils aus Aktivmaterialien gebildet sind, die Lithiumionen interkalieren und deinterkalieren können, wird elektrische Energie durch Oxidations- und Reduktionsreaktionen produziert, wenn die Lithiumionen in die positive Elektrode bzw. die negative Elektrode interkaliert bzw. hieraus deinterkaliert werden.
  • Als ein Positivelektroden-Aktivmaterial der Lithium-Sekundärbatterie sind Lithiumkobaltoxid (LiCoO2), Lithiumnickeloxid (LiNiO2), Lithiummanganoxid (LiMnO2 oder LiMn2O4, usw.) oder eine Lithium-Eisenphosphatverbindung (LiFePO4) verwendet worden. Als ein Verfahren zur Verbesserung der geringen thermischen Stabilität unter Beibehaltung von exzellenter reversibler Kapazität des LiNiO2 ist auch ein Lithium-Komposit-Metalloxid (nachstehend einfach als „NCM-basiertes Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid“ bezeichnet) entwickelt worden, worin ein Teil des Nickels (Ni) durch Kobalt (Co) und Mangan (Mn) ersetzt ist. Weil jedoch die Kapazitätseigenschaften von konventionell entwickelten NCM-basierten Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxiden unzureichend sind, ist die Anwendung der NCM-basierten Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxide beschränkt gewesen.
  • Um solch eine Beschränkung zu adressieren sind kürzlich Untersuchungen gemacht worden, um den Nickel (Ni)-Gehalt in den NCM-basierten Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxiden zu erhöhen. Jedoch besteht bei Hoch-Ni-Positivelektroden-Aktivmaterialien mit einem hohen Nickelgehalt eine Beschränkung, dass die thermische Stabilität rasch verringert wird, weil die strukturelle Stabilität und die chemische Stabilität des Aktivmaterials gering sind. Weil Lithium-Nebenprodukte, die in der Form von LiOH und Li2CO3 auf der Oberfläche des Positivelektroden-Aktivmaterials vorliegen, auch erhöht werden wenn der Nickelgehalt in dem Aktivmaterial erhöht wird, tritt ein Quellphänomen auf, und somit können die Lebensdauer und die Stabilität der Batterie verringert sein.
  • Wenn ferner die Konzentration von Mangan (Mn) erhöht wird, um die thermische Stabilität des - Positivelektroden-Aktivmaterials mit hohem Nickelgehalt zu erhöhen, wird die Partikelfestigkeit des Aktivmaterials verringert, was einen Partikelbruch während des Elektrodenwalzens verursacht, und als Ergebnis bestanden Beschränkungen dahingehend, dass die Hochtemperatur-Lebenseigenschaften verringert wurden und während der Hochtemperaturlagerung Gas generiert wurde.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie bereit, worin in einem NCM-basierten Positivelektroden-Aktivmaterial mit hohem Nickelgehalt, das Nickel (Ni) in einer Menge von 60 mol-% oder mehr enthält, um eine hohe Kapazität sicherzustellen, die thermische Stabilität verbessert werden kann, die Restmengen von Lithium-Nebenprodukten verringert werden können und worin ein Partikelbruch während des Elektrodenwalzens vermieden werden kann, indem die Partikelfestigkeit des Positivelektroden-Aktivmaterials verbessert wird.
  • TECHNISCHE LÖSUNG
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie bereitgestellt, das ein Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid, das Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Mangan (Mn) enthält; und eine glasartige Beschichtungsschicht, die auf Oberflächen der Partikel des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet ist, umfasst, worin in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge der Übergangsmetalle 60 mol-% oder mehr beträgt und die Menge von Mangan (Mn) größer ist als die Menge von Kobalt (Co), und worin die glasartige Beschichtungsschicht eine durch die Formel 1 dargestellte glasartige Verbindung umfasst. LiaM1 bOc [Formel 1]
  • In Formel 1 umfasst M1 zumindest eines, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bor (B), Aluminium (Al), Silicium (Si), Titan (Ti) und Phosphor (P), und es gilt 1≤a≤4, 1≤b≤8 und 1≤c≤20.
  • Hierin wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Positivelektroden-Aktivmaterials für eine Sekundärbatterie beschrieben, welches das Zubereiten eines Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids, das Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Mangan (Mn) enthält; und das Bilden einer glasartigen Beschichtungsschicht durch Trockenmischen des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids mit einer Beschichtungsquelle, die zumindest eines umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus B, Al, Si, Ti und P, und Durchführen einer Wärmebehandlung umfasst, worin in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge der Übergangsmetalle 60 mol-% oder mehr beträgt und die Menge von Mangan (Mn) größer ist als die Menge von Kobalt (Co), und worin die glasartige Beschichtungsschicht eine durch die Formel 1 dargestellte glasartige Verbindung umfasst. LiaM1 bOc [Formel 1]
  • In Formel 1 umfasst M1 zumindest eines, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus B, Al, Si, Ti und P, und es gilt 1≤a≤4, 1≤b≤8 und 1≤c≤20.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine positive Elektrode und eine Lithium-Sekundärbatterie, die die das Positivelektroden-Aktivmaterial umfassen, bereitgestellt.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN
  • Ein Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein NCM-basiertes Positivelektroden-Aktivmaterial mit hohem Nickelgehalt, das Nickel (Ni) in einer Menge von 60 mol-% oder mehr enthält, worin eine hohe Kapazität sichergestellt werden kann, und worin die Partikelfestigkeit durch eine glasartige Beschichtungsschicht verbessert werden kann, während die thermische Stabilität verbessert wird, indem die Konzentration von Mangan (Mn) erhöht wird. Auch kann eine Wirkung zur Verringerung der Lithium-Nebenprodukte auftreten, weil ein Teil der Lithium-Nebenprodukte, die in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid mit hohem Nickelgehalt vorliegen, reagiert, um die glasartige Beschichtungsschicht zu bilden.
  • Wenn das erfindungsgemäße Positivelektroden-Aktivmaterial zur Herstellung einer positiven Elektrode für eine Sekundärbatterie verwendet wird, kann ferner ein Partikelbruch während des Elektrodenwalzens vermieden werden, und als Ergebnis können die Hochtemperatur-Lebenseigenschaften der Sekundärbatterie verbessert werden und die Gasbildung während der Hochtemperatur-Lagerung kann unterdrückt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die folgenden Zeichnungen, die an die Beschreibung angeheftet sind, veranschaulichen bevorzugte Beispiel der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der nachstehend angegebenen genauen Beschreibung dazu, ein besseres Verständnis der technischen Konzepte der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, und daher sollte die vorliegende Erfindung nicht nur anhand der Gegenstände in solchen Zeichnungen interpretiert werden.
    • 1 ist ein Graph, der die Messergebnisse der Partikelfestigkeiten der Positivelektroden-Aktivmaterialien der Beispiele und der Vergleichsbeispiele veranschaulicht;
    • 2 ist ein Graph, der die Partikelgrößenverteilungen der Positivelektroden-Aktivmaterialien der Beispiele und der Vergleichsbeispiele nach dem Walzen veranschaulicht;
    • 3 ist ein Graph, der die Hochtemperatur-Lebenseigenschaften von Sekundärbatterien veranschaulicht, die unter Verwendung des Positivelektroden-Aktivmaterials der Beispiele und der Vergleichsbeispiele hergestellt wurden; und
    • 4 ist ein Graph, der die während der Hochtemperaturlagerung gebildeten Mengen von Gas der Sekundärbatterien veranschaulicht, die unter Verwendung der Positivelektroden-Aktivmaterialien der Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellt wurden.
  • ART ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nachstehend wird die vorstehende Erfindung genauer beschrieben, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Man verstehe, dass hier die in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Worte oder Ausdrücke nicht in der Bedeutung auszulegen sind, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, und man verstehe ferner, dass die Worte oder Ausdrücke so interpretiert werden sollen, dass sie eine Bedeutung besitzen, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der relevanten Technik und der technischen Idee der Erfindung konstent ist, basierend auf dem Grundsatz, dass ein Erfinder die Bedeutung der Worte oder Ausdrücke geeignet definierten kann, um die Erfindung am besten zu erklären.
  • <Positivelektroden-Aktivmaterial>
  • Ein Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid, das Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Mangan (Mn) enthält; und eine glasartige Beschichtungsschicht, die auf Oberflächen der Partikel des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet sind.
  • Das Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid ist ein NCM mit hohem Nickelgehalt (Ni), das Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Mangan (Mn) enthält, worin die Menge des Nickels (Ni) 60 mol-% oder mehr der Gesamtmenge der Übergangsmetalle beträgt. Bevorzugt beträgt die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge der Übergangsmetalle 80 mol-% oder mehr. Wenn die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge des Übergangsmetalls 60 mol-% oder mehr beträgt, kann eine hohe Kapazität sichergestellt werde.
  • Auch ist in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid die Menge von Mangan (Mn) größer als die Menge von Kobalt (Co). Weil Mangan (Mn) in einer größeren Menge als Kobalt (Co) enthalten ist, kann die thermische Stabilität verbessert werden. Bevorzugt kann die Menge von Mangan (Mn) an der Gesamtmenge der Übergangsmetalle im Bereich von 15 mol-% bis 35 mol-%, zum Beispiel 15 mol-% bis 25 mol-%, liegen, und die Menge von Kobalt (Co) kann in einem Bereich von 18 mol-% oder kleiner liegen, zum Beispiel 5 mol-% bis 16 mol-%.
  • Spezifisch kann das Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid durch die nachstehende Formel 2 dargestellt sein. LipNi1-(x1-y1+z1)Cox1Mny1M2 z1M3 q1O2 [Formel 2]
  • In Formel 2 ist M2 zumindest ein Element, das ausgewählt ist der Gruppe bestehend aus Aluminium (Al), Zirkonium (Zr), Bor (B), Wolfram (W), Magnesium (Mg), Cer (Ce), Hafnium (Hf), Tantal (Ta), Titan (Ti), Strontium (Sr), Barium (Ba), Fluor (F), Phosphor (P), Schwefel (S) und Lanthan (La), M3 ist zumindest ein Element, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Al, Zr, Ti, Mg, Ta, Niob (Nb), Molybdän (Mo), W und Chrom (Cr), und es gilt 0,9≤p≤1,1, 0<x1≤0,4, 0<y1≤0,4, 0≤z1≤0,1, 0≤q1≤0,1, x1<y1 und 0<x1+y1+z1≤0,4.
  • In dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid der Formel 2 kann Lithium (Li) in einer Menge, die p entspricht, enthalten sein, das heißt, 0,9≤p≤1,1. Wenn p kleiner als 0,9 ist, kann die Kapazität verringert sein, und wenn p größer als 1,1 ist, kann die Herstellung des Positivelektroden-Aktivmaterials schwierig sein, weil die Partikel in einem Sinterprozess gesintert werden. Unter Berücksichtigung der Balance zwischen einer signifikanten Verbesserungswirkung der Kapazitätseigenschaften des Positivelektroden-Aktivmaterials und der Sinterfähigkeit während der Herstellung des Positivelektroden-Aktivmaterials durch die Kontrolle der Menge von Li kann das Li stärker bevorzugt in einer Menge enthalten sein, die 1,0≤p≤1,05 erfüllt.
  • In dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid der Formel 2 kann Ni in einer Menge anhalten sein, die 1-(x1+y1+z1) entspricht, zum Beispiel 0,6≤1-(x1+y1+z1)<1. Wenn die Menge von Ni in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid der Formel 2 0,6 oder größer ist, kann eine hohe Kapazität erreicht werden, weil eine Ni-Menge sichergestellt wird, die ausreichend ist, um zur Ladung und Entladung beizutragen. Das Ni kann stärker bevorzugt in einer Menge enthalten sein, die 0,8≤1-(x1+y1+z1)≤0,9 erfüllt.
  • Im Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid der Formel 2 kann Co in einer Menge enthalten sein, die x1 entspricht, das heißt, 0<x1≤0,4. Wenn die Menge von Co im Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid der Formel 2 größer als 0,4 ist, bestehen Bedenken, dass sich die Kosten erhöhen können. Unter Berücksichtigung einer signifikanten Verbesserungswirkung der Kapazitätseigenschaften aufgrund der Inklusion von Co kann das Co spezifisch in einer Menge enthalten sein, die 0<x1≤0,18 erfüllt, zum Beispiel 0,05≤x1≤0,16, und es kann in einer geringeren Menge als Mn enthalten sein.
  • Im Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid der Formel 2 kann Mn in einer Menge enthalten sein, die y1 entspricht, das heißt, 0<y1≤0,4. Wenn y1 in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid der Formel 2 größer als 0,4 ist, bestehen Bedenken, dass die Leistungsabgabeeigenschaften und die Kapazitätseigenschaften der Batterie verringert sein können. Unter Berücksichtigung der Verbesserungswirkung der Lebenseigenschaften aufgrund der Inklusion von Mn kann das Mn spezifisch in einer Menge enthalten sein, die 0,15<y1≤0,35 erfüllt, zum Beispiel 0,15≤y1≤0,25. Um die Stabilität des Aktivmaterials zu verbessern und als Ergebnis die Stabilität der Batterie zu verbessern, kann das Mn in einer größeren Menge als Co enthalten sein.
  • Im Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid der Formel 2 kann M2 ein Dotierelement sein, das in einer Kristallstruktur des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids enthalten ist, wobei M2 in einer Menge enthalten sein kann, die z1 entspricht, das heißt, 0≤z1≤0,1
  • Im Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid der Formel 2 mag ein metallisches Element M3 nicht in der Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxidstruktur enthalten sein, und ein Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid, worin die Oberfläche des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids mit M3 dotiert ist, kann durch ein Verfahren des gemeinsamen Mischens und Sinterns einer M3-Quelle, wenn ein Vorläufer und eine Lithiumquelle vermischt und gesintert werden, oder durch ein Verfahren zum Bilden eines Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids und dann separates Zugaben und Sintern der M3-Quelle hergestellt werden. Das M3 kann in einer Menge enthalten sein, die q1 entspricht, d.h., eine Menge innerhalb des Bereichs von 0≤q1≤0,1, die die Eigenschaften des Positivelektroden-Aktivmaterials nicht beeinträchtigt.
  • Das Positivelektroden-Aktivmaterial der vorliegenden Erfindung umfasst eine glasartige Beschichtungsschicht, die auf Oberflächen von Partikeln des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet ist. Die glasartige Beschichtungsschicht umfasst eine glasartige Verbindung, die durch die nachstehende Formel 1 dargestellt ist. LiaM1 bOc [Formel 1]
  • In Formel 1 ist M1 zumindest eines, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus B, Al, Silicium (Si), Ti und P, und es gilt 1≤a≤4, 1≤b≤8 und 1≤c≤20.
  • Wenn die Konzentration des Mangans (Mn) erhöht wird, um die thermische Stabilität des Positivelektroden-Aktivmaterials mit hohem Nickelgehalt, das Nickel (Ni) in einer Menge von 60 mol-% oder mehr enthält, zu verbessern, wird die Partikelfestigkeit verringert, was einen Partikelbruch während des Elektrodenwalzens verursacht, und als Ergebnis bestanden Beschränkungen dahingehend, dass die Hochtemperatur-Lebenseigenschaften verringert wurden und während der Hochtemperaturlagerung Gas gebildet wurde. Beim Positivelektroden-Aktivmaterial mit hohem Nickel (Ni)-Gehalt, das Nickel (Ni) in einer Menge von 60 mol-% oder mehr enthält, bestanden auch Beschränkungen, dass ein Quellphänomen auftrat und die Lebensdauer und die Stabilität der Batterie verringert waren, weil die Restmenge von Lithium-Nebenprodukten erhöht werden.
  • Um diese Beschränkungen zu adressieren wurde die vorstehend beschriebene glasartige Beschichtungsschicht auf den Oberflächen der Partikel des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet, worin Mangan (Mn) in einer größeren Menge als Kobalt (Co) enthalten ist, wobei das Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid ein Material mit hohem Nickel (Ni)-Gehalt ist, das Nickel (Ni) in einer Menge von 60 mol-% oder mehr enthält. Weil die glasartige Beschichtungsschicht auf den Oberflächen der Partikel des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet wurde, worin Mangan (Mn) in einer größeren Menge als Kobalt (Co) enthalten ist, wobei das Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid ein Material mit hohem Nickel (Ni)-Gehalt ist, das Nickel (Ni) in einer Menge von 60 mol-% oder mehr enthält, wurde die Partikelfestigkeit verbessert, während die thermische Stabilität des Positivelektroden-Aktivmaterials verbessert wurde, der Partikelbruch während des Elektrodenwalzens vermieden werden kann, und worin das Ausmaß der Walzenkontamination auch verringert werden kann. Weil ein Teil der Lithium-Nebenprodukte umgesetzt wird, um die glasartige Beschichtungsschicht zu bilden, wurden die Lithium-Nebenprodukte verringert, die Hochtemperatur-Lebenseigenschaften der Batterie wurden verbessert und die Gasbildung während der Hochtemperaturlagerung wurde unterdrückt.
  • Die glasartige Beschichtungsschicht kann bevorzugt zumindest eines umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Lithium-Boroxid und einem Lithium-Aluminiumoxid. Die glasartige Beschichtungsschicht kann stärker bevorzugt ein Lithium-Bor-Aluminiumoxid umfassen.
  • In der glasartigen Beschichtungsschicht können Bor und Aluminium in einem Verhältnis von 0,3 Gewichtsteil: 1 Gewichtsteil bis 0,8 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil enthalten sein, und Bor und Aluminium können stärker bevorzugt in einem Verhältnis von 0,4 Gewichtsteil: 1 Gewichtsteil bis 0,6 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil enthalten sein. Weil das Mengenverhältnis von Bor zu Aluminium in den vorstehenden Bereich fällt, kann die Partikelfestigkeit weiter erhöht werden und die Hochtemperatur-Lebenseigenschaften und Hochtemperatur-Lagerungsstabilität können weiter verbessert werden.
  • Die glasartige Beschichtungsschicht kann auf Oberflächen von Primärpartikeln des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet werden. Das Positivelektroden-Aktivmaterial einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Sekundärbatterie sein, die durch Agglomeration der Primärpartikel gebildet ist, worin die glasartige Beschichtungsschicht auf den Oberflächen der Primärpartikel gebildet sein kann und die glasartige Beschichtungsschicht auch auf den Oberflächen der Sekundärpartikel gebildet sein kann.
  • Die glasartige Beschichtungsschicht kann in einer Menge von 0,02 Gewichtsteil bis 0,2 Gewichtsteil enthalten sein, zum Beispiel 0,04 Gewichtsteil bis 0,15 Gewichtsteil, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids.
  • Die glasartige Beschichtungsschicht kann zu einer Dicke von 20 nm bis 100 nm gebildet sein, und kann bevorzugt zu einer Dicke von 40 nm bis 80 nm gebildet sein.
  • Das Positivelektroden-Aktivmaterial der vorliegenden Erfindung kann eine Partikelfestigkeit von 150 MPa oder größer aufweisen, und die Partikelfestigkeit kann bevorzugt in den Bereich von 150 MPa bis 250 MPa fallen, und kann stärker bevorzugt in den Bereich von 200 MPa bis 250 MPa fallen.
  • Beim erfindungsgemäßen Positivelektroden-Aktivmaterial kann die Restmenge an Lithium-Nebenprodukten auch in einen Bereich von 1,0 Gew.-% oder kleiner fallen, bevorzugt 0,2 Gew.-% bis 0,8 Gew.-% und stärker bevorzugt 0,3 Gew.-% bis 0,7 Gew.-%.
  • <Verfahren zur Herstellung des Positivelektroden-Aktivmaterials>
  • Das erfindungsgemäße Positivelektroden-Aktivmaterial wird hergestellt, indem die folgenden Schritte umfasst sind: Zubereiten eines Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids, das Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Mangan (Mn) umfasst; und Bilden einer glasartigen Beschichtungsschicht durch Trockenmischen des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids mit einer Beschichtungsquelle, die zumindest eines umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bor (B), Aluminium (Al), Silicium (Si), Titan (Ti) und Phosphor (P), und Durchführen einer Wärmebehandlung.
  • Das Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid ist ein Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid, worin die Menge von Nickel (Ni) an einer Gesamtmenge von Übergangsmetallen 60 mol-% oder mehr beträgt und worin die Menge von Mangan (Mn) größer ist als die Menge von Kobalt (Co). Das vorstehend für das Positivelektroden-Aktivmaterial Beschriebene kann in gleicher Weise für eine spezifischere Zusammensetzung des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids angewandt werden.
  • Die glasartige Beschichtungsschicht umfasst eine durch die nachstehende Formel 1 dargestellte glasartige Verbindung. LiaM1 bOc [Formel 1]
  • In Formel 1 ist M1 zumindest eines, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus B, Al, Si, Ti und P, und es gilt 1≤a≤4, 1≤b≤8 und 1≤c≤20.
  • Die glasartige Beschichtungsschicht wird durch Trockenmischen einer Beschichtungsquelle, die zumindest eines umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus B, Al, Si, Ti und P, und Durchführen einer Wärmebehandlung gebildet. In diesem Fall mag eine Lithiumquelle nicht separat zugegeben werden. Weil bei dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid mit hohem Nickel (Ni)-Gehalt, das Nickel (Ni) in einer Menge von 60 mol-% oder mehr enthält, die verbleibende Menge von Lithium-Nebenprodukten groß ist, wird die Lithiumquelle nicht separat zugegeben und ein Teil der Lithium-Nebenprodukte reagiert, um die glasartige Beschichtungsschicht zu bilden, und somit kann eine Wirkung zur Verringerung der Lithium-Nebenprodukte auch auftreten. Beim so gebildeten Positivelektroden-Aktivmaterial kann die Menge an verbleibenden Lithium-Nebenprodukten in einem Bereich von 1,0 Gew.-% oder kleiner liegen, bevorzugt 0,2 Gew.-% bis 0,8 Gew.-% und stärker bevorzugt 0,3 Gew.-% bis 0,7 Gew.-%.
  • Die Beschichtungsquelle kann eine Verbindung umfassen, die zumindest eines enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bor (B) und Aluminium (Al). Die Beschichtungsquelle kann zum Beispiel H3BO3, B2O3, HBPO4, (NH4)2B4O7, Al2O3, Al(OH)3, Al(SO4)3 oder Al(NO3)3 umfassen.
  • In der glasartigen Beschichtungsschicht können Bor und Aluminium in einem Verhältnis von 0,3 Gewichtsteile:1 Gewichtsteil bis 0,8 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil enthalten sein, und Bor und Aluminium können stärker bevorzugt in einem Verhältnis von 0,4 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil bis 0,6 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil enthalten sein.
  • Die Beschichtungsquelle kann in einer Menge von 0,02 Gewichtsteile bis 2,0 Gewichtsteile eingemischt werden, zum Beispiel 0,04 Gewichtsteile bis 1,0 Gewichtsteil, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids.
  • Die Beschichtungsquelle wird mit dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid trockenvermischt und dann einer Wärmebehandlung bei 500°C bis 750°C unterzogen, um die glasartige Beschichtungsschicht zu bilden. Die Wärmebehandlung kann bevorzugt bei 600°C bis 700°C durchgeführt werden.
  • <Positive Elektrode und Sekundärbatterie>
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden eine positive Elektrode für eine Lithium-Sekundärbatterie und eine Lithium-Sekundärbatterie bereitgestellt, die das vorstehende Positivelektroden-Aktivmaterial umfassen.
  • Spezifisch umfasst die positive Elektrode einen Positivelektroden-Stromabnehmer und eine Positivelektroden-Aktivmaterialschicht, die auf dem Positivelektroden-Stromabnehmer angeordnet ist und das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst.
  • Bei der positiven Elektrode ist der Positivelektroden-Stromabnehmer nicht besonders beschränkt, solange er Leitfähigkeit aufweist, ohne nachteilige chemische Veränderungen in der Batterie herbeizuführen, und zum Beispiel können Edelstahl, Aluminium, Nickel, Titan, gebrannter Kohlenstoff, oder Aluminium oder Edelstahl, die mit einem von Kohlenstoff, Nickel, Titan, Silber oder dergleichen oberflächenbehandelt sind, eingesetzt werden. Der Positivelektroden-Stromabnehmer kann auch typischerweise eine Dicke von 3 µm bis 500 µm aufweisen, und auf der Oberfläche des Abnehmers können mikroskopische Unregelmäßigkeiten gebildet sein, um die Adhäsion des Positivelektroden-Aktivmaterials zu verbessern. Der Positivelektroden-Stromabnehmer kann zum Beispiel in verschiedenen Formen eingesetzt werden, wie zum Beispiel ein Film, ein Blech, eine Folie, ein Netz, ein poröser Körper, ein Schaumkörper, ein Vliesstoff und dergleichen.
  • Auch kann die Positivelektroden-Aktivmaterialschicht zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Positivelektroden-Aktivmaterial ein leitfähiges Mittel und ein Bindemittel umfassen.
  • In diesem Fall wird das leitfähige Mittel verwendet, um der Elektrode Leitfähigkeit zu verleihen, worin jegliches leitfähige Mittel ohne besondere Beschränkung eingesetzt werden kann, solange es geeignete Elektronenleitfähigkeit aufweist ohne nachteilige chemische Veränderungen in der Batterie herbeizuführen. Spezifische Beispiele des leitfähigen Mittels können Graphit, wie zum Beispiel natürlicher Graphit oder künstlicher Graphit; auf Kohlenstoff basierende Materialien, wie Ruß, Acetylenschwarz, Ketjen-Schwarz, Kanal-Schwarz, Ofenruß, Lampenruß, thermischer Ruß und Kohlefasern; Pulver oder Faser von Metallen, wie Kupfer, Nickel, Aluminium und Silber; leitfähige „Whisker“, wie Zinkoxid-Whisker und Kaliumtitanat-Whisker; leitfähige Metalloxide, wie Titanoxid; oder leitfähige Polymere, wie Polyphenylenderivate, sein, und es kann irgendeines hiervon oder eine Mischung von zwei oder mehr hiervon verwendet werden. Das leitfähige Mittel kann typischerweise in einer Menge von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% enthalten sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Positivelektroden-Aktivmaterialschicht.
  • Ferner verbessert das Bindemittel die Adhäsion zwischen den Positivelektroden-Aktivmaterialpartikeln und die Adhäsion zwischen dem Positivelektroden-Aktivmaterial und dem Stromabnehmer. Spezifische Beispiele des Bindemittels können Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylidenfluorid-hexafluorpropylen-Copolymer (PDF-co-HFP), Polyvinylalkohol, Polyacrylnitril, Carboxymethylcellulose (CMC), Stärke, Hydroxypropylcellulose, regenerierte Cellulose, Polyvinylpyrrolidon, Tetrafluorethylen, Polyethylen, Polypropylen, ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM), ein sulfoniertes EPDM, ein Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), einen Fluorkautschuk oder verschiedene Copolymere hiervon umfassen, und es kann irgendeines hiervon oder eine Mischung von zwei oder mehr hiervon verwendet werden. Das Bindemittel kann in einer Menge von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% enthalten sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Positivelektroden-Aktivmaterialschicht.
  • Die positive Elektrode kann in Übereinstimmung mit einem typischen Verfahren zur Herstellung einer positiven Elektrode hergestellt werden, außer dass das vorstehend beschriebene Positivelektroden-Aktivmaterial eingesetzt wird. Spezifisch wird eine Zusammensetzung zum Bilden einer Positivelektroden-Aktivmaterialschicht, die das vorstehend beschriebene Positivelektroden-Aktivmaterial sowie selektiv das Bindemittel und das leitfähige Mittel umfasst, auf den Positivelektroden-Stromabnehmer beschichtet, und die positive Elektrode kann dann durch Trocknen und Walzen des beschichten Positivelektroden-Stromabnehmers hergestellt werden. In diesem Fall sind die Arten und Mengen des Positivelektroden-Aktivmaterials, des Bindemittels und des leitfähigen Mittels die gleichen wie vorstehend beschrieben.
  • Das Lösungsmittel kann ein Lösungsmittel sein, das normalerweise in der Technik eingesetzt wird. Das Lösungsmittel kann Dimethylsulfoxid (DMSO), Isopropylalkohol, N-Methylpyrrolidon (NMP), Aceton oder Wasser umfassen, und irgendeines hiervon oder eine Mischung von zwei oder mehr hiervon kann eingesetzt werden. Die verwendete Lösungsmittelmenge kann ausreichend sein, wenn das Lösungsmittel das Positivelektroden-Aktivmaterial, das leitfähige Mittel und das Bindemittel unter Berücksichtigung einer Beschichtungsdicke ein Aufschlämmung und der Herstellungs-Ausbeute lösen oder dispergieren kann, und es mag das Erreichen einer Viskosität ermöglichen, die eine herausragende Dicken-Gleichmäßigkeit während der anschließenden Beschichtung für die Herstellung der positiven Elektrode bereitstellen kann.
  • Als ein anderes Verfahren kann die positive Elektrode durch Gießen der Zusammensetzung zum Bilden einer Positivelektroden-Aktivmaterialschicht auf einen separaten Träger und dann Laminieren eines von dem Träger abgetrennten Films auf den Positivelektroden-Stromabnehmer hergestellt werden.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine elektrochemische Vorrichtung bereitgestellt, die die positive Elektrode umfasst. Die elektrochemische Vorrichtung kann spezifisch eine Batterie oder ein Kondensator sein, und kann zum Beispiel eine Lithium-Sekundärbatterie sein.
  • Die Lithium-Sekundärbatterie umfasst spezifisch eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, die gegenüberliegend zur positiven Elektrode vorgesehen ist, einen zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode vorgesehenen Separator und einen Elektrolyten, worin die positive Elektrode wie vorstehend beschrieben ist. Auch kann die Lithium-Sekundärbatterie selektiv ein Batteriegehäuse, das eine Elektrodenanordnung aus der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und dem Separator enthält, und eine Dichtung, die das Batteriegehäuse abdichtet, umfassen.
  • Bei der Lithium-Sekundärbatterie umfasst die negative Elektrode einen Negativelektroden-Stromabnehmer und eine Negativelektroden-Aktivmaterialschicht, die auf dem Negativelektroden-Stromabnehmer angeordnet ist.
  • Der Negativelektroden-Stromabnehmer ist nicht besonders beschränkt, solange er hohe Leitfähigkeit aufweist, ohne nachteilige chemische Veränderungen in der Batterie herbeizuführen, und zum Beispiel können Kupfer, Edelstahl, Aluminium, Nickel, Titan, gebrannter Kohlenstoff, Kupfer oder Edelstahl, die mit einem von Kohlenstoff, Nickel, Titan, Silber oder dergleichen oberflächenbehandelt sind, und eine Aluminium-Kadmium-Legierung eingesetzt werden. Auch kann der Negativelektroden-Stromabnehmer typischerweise eine Dicke von 3 µm bis 500 µm aufweisen, und in ähnlicher Weise zum Positivelektroden-Stromabnehmer können mikroskopische Irregularitäten auf der Oberfläche des Abnehmers gebildet sein, um die Adhäsion eines Negativelektroden-Aktivmaterials zu verbessern. Der Negativelektroden-Stromabnehmer kann zum Beispiel in verschiedenen Formen eingesetzt werden, zum Beispiel als Film, Blech, Folie, Netz, poröser Körper, geschäumter Körper, Vliesstoff und dergleichen.
  • Die Negativelektroden-Aktivmaterialschicht umfasst zusätzlich zu dem Negativelektroden-Aktivmaterial selektiv ein Bindemittel und ein leitfähiges Mittel. Die Negativelektroden-Aktivmaterialschicht kann durch Beschichten einer Zusammensetzung zum Bilden einer negativen Elektrode in der Form einer Aufschlämmung, die selektiv das Bindemittel und das leitfähige Mittel sowie das Negativelektroden-Aktivmaterial umfasst, auf den Negativelektroden-Stromabnehmer und Trocknen des beschichteten Negativelektroden-Stromabnehmers gebildet werden, oder sie kann durch Gießen der Zusammensetzung zum Bilden einer negativen Elektrode auf einen separaten Träger und dann Laminieren eines von dem Träger abgelösten Films auf den Negativelektroden-Stromabnehmer hergestellt werden.
  • Als Negativelektroden-Aktivmaterial kann eine Verbindung verwendet werden, die in der Lage ist, Lithium reversibel zu interkalieren und zu deinterkalieren. Spezifische Beispiele des Negativelektroden-Aktivmaterials können ein kohlenstoffhaltiges Material, wie zum Beispiel künstlicher Graphit, natürlicher Graphit, graphitierte Kohlefasern und amorpher Kohlenstoff; eine metallische Verbindung, die mit Lithium legierbar ist, wie zum Beispiel Silicium (Si), Aluminium (Al), Zinn (Sn), Blei (Pb), Zink (Zn), Wismut (Bi), Indium (In), Magnesium (Mg), Gallium, (Ga), Kadmium (Cd), eine Si-Legierung, eine Sn-Legierung oder eine Al-Legierung; ein Metalloxid, das mit Lithium dotiert und de-dotiert werden kann, wie zum Beispiel SiOα(0 < α < 2), SnO2, Vanadiumoxid und Lithiumvanadiumoxid; oder ein Komposit, das die metallische Verbindung und das kohlenstoffhaltige Material umfasst, wie zum Beispiel ein Si-C-Komposit oder ein Sn-C-Komposit, sein, und es kann irgendeines hiervon oder eine Mischung von zwei oder mehr hiervon eingesetzt werden. Auch kann ein metallischer Lithium-Dünnfilm als Negativelektroden-Aktivmaterial eingesetzt werden. Ferner können sowohl niedrigkristalliner Kohlenstoff als auch hochkristalliner Kohlenstoff als Kohlenstoffmaterialien verwendet werden. Typische Beispiele von niedrigkristallinem Kohlenstoff können weicher Kohlenstoff und harter Kohlenstoff sein, und typische Beispiele des hochkristallinen Kohlenstoffs können irregulärer, planarer, flockenartiger, kugelförmiger oder faserartiger natürlicher Graphit oder künstlicher Graphit, Kish-Graphit, pyrolytischer Kohlenstoff, Mesophasen-Pechbasierte Kohlefasern, Meso-Kohlenstoff-Mikrokügelchen, Mesophasen-Peche und Hochtemperatur-gesinterter Kohlenstoff, wie zum Beispiel Petroleum- oder Kohleteer-Pech-abgeleitete Koksarten, umfassen.
  • Auch können das Bindemittel und das leitfähige Mittel die Gleichen sein wie diejenigen, die vorstehend für die positive Elektrode beschrieben sind.
  • In der Lithium-Sekundärbatterie trennt der Separator die negative Elektrode und die positive Elektrode und stellt einen Bewegungsweg für Lithiumionen bereit, wobei jeglicher Separator als Separator ohne besondere Beschränkung eingesetzt werden kann, solange er typischerweise in einer Lithium-Sekundärbatterie verwendet wird, und insbesondere kann ein Separator verwendet werden, der eine große Fähigkeit zur Zurückhaltung von Feuchtigkeit für einen Elektrolyten sowie einen niedrigen Widerstand für den Transfer von Elektrolytionen aufweist. Spezifisch können ein poröser Polymerfilm, zum Beispiel ein poröser Polymerfilm, der aus einem Polymer auf Polyolefinbasis hergestellt ist, wie zum Beispiel einem Ethylenhomopolymer, einem Propylenhomopolymer, einem Ethylen/Buten-Copolymer, einem Ethylen/Hexen-Copolymer und einem Ethylen/Methacrylat-Copolymer, oder eine laminierte Struktur mit zwei oder mehr Schichten hiervon eingesetzt werden. Auch kann ein typischer poröser Vliesstoff verwendet werden, zum Beispiel ein Vliesstoff, der aus Glasfasern mit hohem Schmelzpunkt oder aus Polyethylenterephthalatfasern gebildet ist. Darüber hinaus kann ein beschichteter Separator verwendet werden, der eine keramische Komponente oder ein Polymermaterial umfasst, um die Wärmebeständigkeit oder die mechanische Festigkeit sicherzustellen, und es kann selektiv ein Separator mit einer Einschicht- oder Multischichtstruktur verwendet werden.
  • Auch kann der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Elektrolyt einen organischen flüssigen Elektrolyten, einen anorganischen flüssigen Elektrolyten, einen Fest-Polymerelektrolyten, einen Polymerelektrolyten vom Gel-Typ, einen festen anorganischen Elektrolyten oder einen anorganischen Elektrolyten vom geschmolzenen Typ, die bei der Herstellung der Lithium-Sekundärbatterie eingesetzt werden können, umfassen, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
  • Spezifisch kann der Elektrolyt ein organisches Lösungsmittel und ein Lithiumsalz umfassen.
  • Es kann jegliches organisches Lösungsmittel als organisches Lösungsmittel ohne besondere Beschränkung eingesetzt werden, solange es als Medium fungieren kann, durch welches Ionen, die in einer elektrochemischen Reaktion der Batterie involviert sind, sich bewegen können. Spezifisch können als organisches Lösungsmittel ein Esterbasiertes Lösungsmittel, wie Methylacetat, Ethylacetat, γ-Butyrolacton und ε-Caprolacton, ein Ether-basiertes Lösungsmittel, wie Dibutylether oder Tetrahydrofuran; ein Keton-basiertes Lösungsmittel, wie Cyclhexanon; ein aromatisches Kohlenwasserstoff-basiertes Lösungsmittel, wie Benzol und Fluorbenzol; oder ein Carbonat-basiertes Lösungsmittel, wie Dimethylcarbonat (DMC), Diethylcarbonat (DEC), Methylethylcarbonat (MEC), Ethylmethylcarbonat (EMC), Ethylencarbonat (EC) und Propylencarbonat (PC); ein Alkohol-basiertes Lösungsmittel, wie Ethylalkohol und Isopropylalkohol; Nitrile, wie R-CN (worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische C2-C20-Kohlenstoffwasserstoffgruppe ist und einen aromatischen Ring mit Doppelbindung oder Etherbindung umfassen kann); Amide, wie Dimethylformamid; Dioxolane, wie 1,3-Dioxolan; oder Sulfolane verwendet werden. Unter diesen Lösungsmitteln kann das Carbonat-basierte Lösungsmittel verwendet werden, und zum Beispiel kann eine Mischung eines cyclischen Carbonats (z.B. Ethylencarbonat oder Propylencarbonat) mit hoher Ionenleitfähigkeit und hoher Dielektrizitätskonstante, welches die Ladungs/Entladungs-Eigenschaften der Batterie verbessern kann, und eine lineare Carbonat-basierte Verbindung mit niedriger Viskosität (z.B. Ethylmethylcarbonat, Dimethylcarbonat oder Diethylcarbonat) verwendet werden. In diesem Fall kann die Leistungsfähigkeit der Elektrolytlösung herausragend sein, wenn das cyclische Carbonat und das kettige Carbonat in einem Volumenverhältnis von etwa 1:1 bis etwa 1:9 vermischt werden.
  • Das Lithiumsalz kann ohne besondere Beschränkung eingesetzt werden, solange es eine Verbindung ist, die in der Lage ist, Lithiumionen bereitzustellen, die in der Lithium-Sekundärbatterie verwendet werden. Spezifisch können als Lithiumsalz LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN (C2F5SO3) 2, LiN (C2F5SO2) 2, LiN (CF3SO2) 2, LiCl, LiI oder LiB (C2O4) 2 verwendet werden. Das Lithiumsalz kann in einem Konzentrationsbereich von 0,1 M bis 2,0 M verwendet werden. Wenn die Konzentration des Lithiumsalzes innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, können herausragende Leistungseigenschaften des Elektrolyten erhalten werden und die Lithiumionen können sich effektiv bewegen, weil der Elektrolyt eine geeignete Leitfähigkeit und Viskosität aufweisen kann.
  • Um die Lebensdauer-Eigenschaften der Batterie zu verbessern, die Reduktion der Batteriekapazität zu unterdrücken und die Entladekapazität der Batterie zu verbessern, kann zusätzlich zu den Elektrolytkomponenten ferner zumindest ein Additiv zu der Elektrolytlösung zugegeben werden, wie zum Beispiel eine Haloalkylencarbonat-basierte Verbindung, wie Difluorethylencarbonat, Pyridin, Triethylphosphit, Triethanolamin, cyclischer Ether, Ethylenediamin, n-Glyme, Hexaphosphorsäuretriamid, ein Nitrobenzolderivat, Schwefel, ein Chinon-Imin-Farbstoff, N-substituiertes Oxazolidinon, N,N-substituiertes Imidazolidin, Ethylenglykoldialkylether, ein Ammoniumsalz, Pyrrol, 2-Methoxyethanol oder Aluminiumtrichlorid. In diesem Fall kann das Additiv in einer Menge von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% enthalten sein, bezogen auf das Gesamtgewicht des Elektrolyten.
  • Weil die Lithium-Sekundärbatterie, die wie vorstehend beschrieben das Positivelektroden-Aktivmaterial der vorliegenden Erfindung umfasst, stabil exzellente Entladekapazität, Leistungsabgabeeigenschaften und Kapazitätsretention zeigt, ist die Lithium-Sekundärbatterie für tragbare Vorrichtungen geeignet, wie zum Beispiel Mobiltelefone, Notebook-Computer und Digitalkameras, als auch für elektrische Fahrzeuge, wie elektrische HybridFahrzeuge (HEVs).
  • Somit wird in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Batteriemodul, das die Lithium-Sekundärbatterie als eine Einheitszelle umfasst, als auch ein Batteriepack, das das Batteriemodul umfasst, bereitgestellt.
  • Das Batteriemodul oder das Batteriepack kann als Stromquelle in zumindest einem mittelgroßen und großen Gerät eines strombetriebenen Werkzeugs, für elektrische Fahrzeuge, einschließlich eines elektrischen Vehikels (EV), eines elektrischen Hybridfahrzeugs und einem elektrischen Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV); oder für ein Stromspeichersystem eingesetzt werden.
  • Nachstehend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung im Detail so beschrieben werden, dass sie vom einschlägigen Durchschnittsfachmann leicht ausgeführt werden kann. Die Erfindung kann jedoch viele verschiedene Formen annehmen und sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die hierin angegebenen Beispiele beschränkt ist.
  • Beispiel 1
  • Es wurden 100 Gewichtsteile LiNi0.65Co0.15Mn0.20O2-Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid und 0,29 Gewichtsteile H3BO3 als eine Beschichtungsquelle vermischt und dann bei 650°C für 5 Stunden wärmebehandelt, um ein Positivelektroden-Aktivmaterial herzustellen, worin eine Beschichtungsschicht aus Lithiumboroxid (LiBO2, Li2B4O7) (B 500 ppm) auf Oberflächen von LiNi0.65Co0.15Mn0.20O2-Partikeln gebildet war.
  • Beispiel 2
  • Es wurde ein Positivelektroden-Aktivmaterial, worin eine Beschichtungsschicht aus Lithiumboroxid (LiBO2, Li2B4O7) (B 1.000 ppm) gebildet war, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass 0,58 Gewichtsteile H3BO3 als Beschichtungsquelle eingemischt wurden.
  • Beispiel 3
  • Es wurde ein Positivelektroden-Aktivmaterial, auf dem eine Beschichtungsschicht aus Lithiumboraluminiumoxid (Li2B5AlO10, LiB4Al7O17) (B 500 ppm, Al 1.000 ppm) gebildet war, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass 0,29 Gewichtsteile H3BO3 und 0,22 Gewichtsteile Al2O3 als Beschichtungsquelle eingemischt wurden.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Es wurde ein Positivelektroden-Aktivmaterial, auf dem keine Beschichtungsschicht gebildet worden war, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass keine Beschichtungsquelle eingemischt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Es wurde ein Positivelektroden-Aktivmaterial auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2-Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid eingesetzt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Es wurde ein Positivelektroden-Aktivmaterial auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid eingesetzt wurde.
  • [Experimentelles Beispiel 1: Untersuchung der Partikelfestigkeit]
  • Die Partikelfestigkeit wurde für die in den Beispielen 1 bis 3 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellten Positivelektroden-Aktivmaterialien unter Verwendung eines Shimadzu MCT-W500-Testapparats so gemessen, das ein Eindringkörper in Kontakt mit dem Positivelektroden-Aktivmaterialpartikel stand, um eine Kraft auszuüben, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und in 1 angegeben. [Tabelle 1]
    Bsp. 1 Bsp. 2 Bsp. 3 Vgl.-Bsp. 1 Vgl.-Bsp. 2 Vgl.-Bsp. 3
    Partikelfestigkeit (MPa) 151,6 173,2 225,5 113,5 137,1 145,2
  • Unter Bezugnahme auf Tabelle 1 und 1 kann bestätigt werden, dass die Partikelfestigkeiten der Beispiele 1 bis 3, auf denen jeweils die glasartigen Beschichtungsschichten gebildet waren, signifikant im Vergleich zu derjenigen des Vergleichsbeispiels 1, auf dem keine glasartige Beschichtungsschicht gebildet worden war, verbessert waren. Insbesondere Beispiel 3, bei dem die Lithium-Bor-Aluminiumoxid-Beschichtungsschicht gebildet worden war, zeigte eine bessere Partikelfestigkeitsverbessernde Wirkung. Bezüglich der Vergleichsbeispiele 2 und 3, worin die Menge von Mangan (Mn) nicht größer war als die Menge von Kobalt (Co) oder die Menge von Nickel (Ni) kleiner als 60 mol-% war, waren die Partikelfestigkeiten niedriger als die der Beispiele 1 bis 3.
  • [Experimentelles Beispiel 2: Untersuchung der Restmengen der Lithium-Nebenprodukte]
  • Nachdem 10 g von jedem der Positivelektroden-Aktivmaterialien, die den Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 hergestellt worden waren, in 100 ml Wasser dispergiert worden waren, wurde die Veränderung des pH-Werts untersucht, wobei die Lösung mit 0,1 M HCl titriert wurde, um eine pH-Titrationskurve zu erhalten. Die Restmenge von LiOH und die Restmenge von Li2CO3 in jedem Positivelektroden-Aktivmaterial wurde unter Verwendung der pH-Titrationskurve berechnet, und die Summe von diesen Werten wurde als Gesamt-Restmenge von Lithium-Nebenprodukten berechnet und ist nachstehend in Tabelle 2 gezeigt. [Tabelle 2]
    LiOH-Restmenge (Gew.-%) Li2CO3-Restmenge (Gew.-%) Gesamt-Restmenge von Lithium-Nebenprodukten (Gew.-%)
    Beispiel 1 0,41 0,45 0,86
    Beispiel 2 0,34 0,39 0,73
    Beispiel 3 0,26 0,33 0,59
    Vergleichsbeispiel 1 0, 63 0,54 1,17
    Vergleichsbeispiel 2 0,47 0,49 0, 96
  • Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass bei den Beispielen 1 bis 3, bei denen jeweils die glasartigen Beschichtungsschichten gebildet worden waren, die Restmengen von Lithium-Nebenprodukten im Vergleich zu derjenigen von Vergleichsbeispiel 1 signifikant verringert war, bei der keine glasartige Beschichtungsschicht gebildet worden war.
  • [Experimentelles Beispiel 3: Untersuchung des Partikelbruchs]
  • Jedes der in den Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellten Positivelektroden-Aktivmaterialien, ein leitfähiges Ruß-Mittel und ein PVdF-Bindemittel wurden in einen N-Methylpyrrolidon-Lösungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von 96,5:1,5:2 vermischt, um eine Positivelektroden-Materialmischung (Viskosität: 5.000 mPa·s) herzustellen, und es wurde eine Oberfläche eines Aluminium-Stromabnehmers mit der Positivelektroden-Materialmischung beschichtet, bei 130°C getrocknet und dann zu einer Dichte von 3,35 g/cm3 gewalzt, um eine positive Elektrode mit einer Porosität von 25 % herzustellen.
  • Nach dem Walzen wurde das Ausmaß des Partikelbruchs durch Messen der Partikelgrößenverteilung unter Einsatz einer Laserstreuungs-Partikelgrößenmessvorrichtung (Microtrac MT 3000) durch Einstrahlen von Ultraschallwellen mit einer Frequenz von etwa 28 kHz und einer Leistung von 60 W untersucht, und die Ergebnisse hiervon sind in 2 gezeigt.
  • Wie aus 2 ersichtlich wurde beim Vergleichsbeispiels 1, bei dem keine glasartige Beschichtungsschicht gebildet worden war, nach dem Walzen eine große Menge von Feinpartikeln gebildet, und die Veränderung der Partikelgrößenverteilung war im Vergleich zu vor dem Walzen groß, jedoch konnte bei den Beispielen 1 bis 3, bei denen die glasartigen Beschichtungsschichten jeweils gebildet worden waren, bestätigt werden, dass das Ausmaß des Auftretens von Feinpartikeln nach dem Walzen reduziert war, und die Veränderung der Partikelgrößenverteilung war verringert. Es kann daher verstanden werden, dass die Partikelfestigkeiten durch Bilden der jeweiligen glasartigen Beschichtungsschichten in den Beispielen 1 bis 3 verbessert waren.
  • Es wurden ferner positive Elektroden wie vorstehend beschrieben hergestellt, das Ausmaß des Partikelbruchs wurde durch Messen des Grads der Presswalzenkontaminierung unter Verwendung von Kolorimeterwerten untersucht, die erhalten wurden, als eine Strecke von 200 m bzw. 400 m relativ zu einer Walzstrecke von 0 m während des Walzenpressens gerollt worden war, und die Ergebnisse hiervon sind nachstehend in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3]
    Bsp. 1 Bsp. 2 Bsp. 3 Vgl.-Bsp. 1 Vgl.-Bsp. 2 Vgl.-Bsp. 3
    Retention (%) relativ zu vor dem Walzen Vor dem Walzen 100 100 100 100 100 100
    200 m Walzen 81,6 84,3 91,4 71,7 75,5 77,1
    400 m Walzen 74,3 80,7 90,5 57,5 61,8 65,2
  • Im Hinblick auf Tabelle 3 kann bestätigt werden, dass bei den Beispielen 1 bis 3, bei denen jeweils die glasartigen Beschichtungsschichten gebildet worden waren, das Ausmaß der Walzenkontaminierung im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1, bei dem eine glasartige Beschichtungsschicht nicht gebildet worden war, signifikant verringert war. Insbesondere kann für Beispiel 3, bei dem eine Lithium-Bor-Aluminiumoxid-Beschichtungsschicht gebildet worden war, bestätigt werden, dass das Ausmaß der Walzenkontaminierung weiter verringert war. Bei den Vergleichsbeispielen 2 und 3, worin die Menge von Mangan (Mn) nicht größer war als die Menge von Kobalt (Co), oder worin die Nickelmenge (Ni) weniger als 60 mol-% betrug, waren das Ausmaß der Kontamination größer als in den Beispielen 1 bis 3. Entsprechend kann abgeleitet werden, dass die Partikelfestigkeiten durch Bilden der jeweiligen glasartigen Beschichtungsschichten auf den Beispielen 1 bis 3 verbessert waren.
  • [Experimentelles Beispiel 4: Untersuchung der Batterie-Leistungseigenschaften]
  • Jedes der in den Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellten Positivelektroden-Aktivmaterialien, ein Ruß-leitfähiges Mittel und ein PVdF-Bindemittel wurden in einem N-Methylpyrrolidon-Lösungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von 96,5:1,5:2 vermischt, um eine Positivelektroden-Materialmischung (Viskosität: 5.000 mPa·s) herzustellen, und eine Oberfläche eines Aluminium-Stromabnehmers wurde mit der Positivelektroden-Materialmischung beschichtet, bei 130°C getrocknet und dann gewalzt, um eine positive Elektrode herzustellen.
  • Es wurden natürlicher Graphit als ein Negativelektroden-Aktivmaterial, ein Ruß-leitfähiges Mittel und ein PVdF-Bindemittel in einem N-Methylpyrrolidon-Lösungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von 85:10:5 vermischt, um eine Zusammensetzung zum Bilden einer negativen Elektrode herzustellen, und eine Oberfläche eines Kupfer-Stromabnehmers wurde mit der Zusammensetzung beschichtet, um eine negative Elektrode herzustellen.
  • Jede Lithium-Sekundärbatterie wurde durch Herstellen einer Elektrodenanordnung hergestellt, indem ein poröser Polyethylen-Separator zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode, die wie vorstehend beschrieben hergestellt wurden, angeordnet wurde, die Elektrodenanordnung in einem Gehäuse angeordnet wurde und dann eine Elektrolytlösung in das Gehäuse eingespritzt wurde. Hierbei wurde die Elektrolytlösung hergestellt, indem 1,0 M Lithiumhexafluorphosphat (LiPF6) in einem organischen Lösungsmittel aufgelöst wurde, das aus Ethylencarbonat/Dimethylcarbonat/Ethylmethylcarbonat (Misch-Volumenverhältnis von EC/DMC/DMC=3/4/3) zusammengesetzt war.
  • Die Kapazitäts-Retention [%] wurde gemessen, während 100 Lade- und Entladezyklen für jede der wie vorstehend beschrieben hergestellten Lithium-Sekundärbatterie-Vollzellen unter Bedingungen durchgeführt wurden, die eine Lade-Endspannung von 4,25 V, eine Entlade-Endspannung von 2,5 V und 0,3 C/0,3 C bei 45°C umfassten, und die Messergebnisse sind in 3 veranschaulicht.
  • Auch wurde die Menge an generiertem Gas gemessen, während jede wie vorstehend beschrieben hergestellte Lithium-Sekundärbatterie-Vollzelle bei 45°C für 3 Wochen gelagert wurde, und die Messergebnisse sind in 4 veranschaulicht.
  • Aus 3 kann bestätigt werden, dass die Hochtemperatur-Lebenseigenschaften der Beispiele 1 bis 3, auf denen jeweils die glasartigen Beschichtungsschichten gebildet worden waren, im Vergleich zu denjenigen von Vergleichsbeispiel 1 signifikant verbessert waren, bei dem keine glasartige Beschichtungsschicht gebildet worden war. Auch waren die Hochtemperatur-Lebenseigenschaften der Beispiele 1 bis 3 besser als diejenigen von Vergleichsbeispiel 2, worin die Menge von Mangan (Mn) nicht größer als die Menge von Kobalt (Co) war, und von Vergleichsbeispiel 3, worin die Menge von Nickel (Ni) weniger als 60 mol-% betrug. Insbesondere im Hinblick auf Beispiel 3, bei dem die Lithium-Bor-Aluminiumoxid-Beschichtungsschicht gebildet worden war, kann bestätigt werden, dass die Hochtemperatur-Lebenseigenschaften weiter verbessert warn.
  • Aus 4 kann bestätigt werden, dass die Gasmengen, die während der Hochtemperaturlagerung der Beispiele 1 bis 3, bei denen die glasartigen Beschichtungsschichten jeweils gebildet worden waren, im Vergleich zu derjenigen von Vergleichsbeispiel 1 signifikant verringert wurde, bei dem keine glasartige Beschichtungsschicht gebildet worden war. Auch waren die Hochtemperatur-Lagerungsstabilitäten der Beispiele 1 bis 3 besser als diejenige von Vergleichsbeispiel 2, worin die Menge von Mangan (Mn) nicht größer war als die Menge von Kobalt (Co), und des Vergleichsbeispiels 3, worin die Menge von Nickel (Ni) weniger als 60 mol-% betrug. Insbesondere im Hinblick auf Beispiel 3, bei dem die Lithium-Bor-Aluminiumoxid-Beschichtungsschicht gebildet worden war, kann bestätigt werden, dass die Hochtemperatur-Lagerungsstabilität weiter verbessert war.
  • Dieses Gebrauchsmuster ist aus der Europäischen Patentanmeldung Nr. 19 744 539.8 abgezweigt. Der gesamte Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung ist hierin durch Inbezugnahme aufgenommen. Der in den ursprünglichen Ansprüchen der EP Anmeldung Nr. 19 744 539.8 definierte Gegenstand ist nachstehend nochmals mittels der bevorzugten Ausführungsformen [1] bis [19] offenbart.
    • [1] Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie, wobei das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst:
      • ein Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid, das Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Mangan (Mn) umfasst; und eine glasartige Beschichtungsschicht, die auf Oberflächen von Partikeln des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet ist,
      • worin in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge von Übergangsmetallen 60 mol-% oder mehr beträgt und die Menge von Mangan (Mn) größer ist als die Menge von Kobalt (Co), und
      • worin die glasartige Beschichtungsschicht eine durch die Formel 1 dargestellte glasartige Verbindung umfasst:
      LiaM1 bOc [Formel 1] worin in Formel 1 M1 zumindest eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bor (B), Aluminium (Al), Silizium (Si), Titan (Ti) und Phosphor (P), und worin 1≤a≤4, 1≤b≤8 und 1≤c≤20.
    • [2] Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß [1], worin die Restmenge von Lithium-Nebenprodukten in dem Positivelektroden-Aktivmaterial 1,0 Gew.-% oder weniger beträgt.
    • [3]. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß [1], worin das Positivelektroden-Aktivmaterial eine Partikelfestigkeit von 150 MPa oder größer aufweist.
    • [4]. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß [1], worin die glasartige Beschichtungsschicht ein Lithium-Bor-Aluminiumoxid umfasst.
    • [5]. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß [4], worin in der glasartigen Beschichtungsschicht Bor und Aluminium in einem Verhältnis von 0,3 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil bis 0,8 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil enthalten sind.
    • [6] Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß [1], worin das Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid durch die Formel 2 dargestellt ist: LipNi1-(x1-y1+z1)Cox1Mny1M2 z1M3 q1O2 [Formel 2] worin in Formel 2 M2 zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist der Gruppe bestehend aus Aluminium (Al), Zirkonium (Zr), Bor (B), Wolfram (W), Magnesium (Mg), Cer (Ce), Hafnium (Hf), Tantal (Ta), Titan (Ti), Strontium (Sr), Barium (Ba), Fluor (F), Phosphor (P), Schwefel (S) und Lanthan (La), M3 zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Al, Zr, Ti, Mg, Ta, Niob (Nb), Molybdän (Mo), W und Chrom (Cr), und worin 0,9≤p≤1,1, 0<x1≤0,4, 0<y1≤0,4, 0≤z1≤0,1, 0≤q1≤0,1, x1<y1 und 0<x1+y1+z1≤0,4.
    • [7]. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Anspruch 1, worin in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge der Übergangsmetalle 80 mol-% oder mehr beträgt.
    • [8] Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß [1], worin die glasartige Beschichtungsschicht auf Oberflächen von Primärpartikeln des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet ist.
    • [8] Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß [1], worin die glasartige Beschichtungsschicht in einer Menge von 0,02 Gewichtsteile bis 0,2 Gewichtsteile enthalten ist, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids.
    • [10] Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß [1], worin die glasartige Beschichtungsschicht zu einer Dicke von 20 nm bis 100 nm gebildet ist.
    • [11] Verfahren zur Herstellung eines Positivelektroden-Aktivmaterials für eine Sekundärbatterie, wobei das Verfahren umfasst:
      • Zubereiten eines Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids, das Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Mangan (Mn) umfasst; und
      • Bilden einer glasartigen Beschichtungsschicht durch Trockenmischen des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids mit einer Beschichtungsquelle, die zumindest eines umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bor (B), Aluminium (Al), Silicium (Si), Titan (Ti) und Phosphor (P), und Durchführen einer Wärmebehandlung,
      • worin in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge von Übergangsmetallen 60 mol-% oder mehr beträgt und die Menge von Mangan (Mn) größer ist als die Menge von Kobalt (Co), und
      • die glasartige Beschichtungsschicht eine durch die Formel 1 dargestellte glasartige Verbindung umfasst: LiaM1 bOc [Formel 1]
      • worin in Formel 1 M1 zumindest eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus B, Al, Si, Ti und P, und worin 1≤a≤4, 1≤b≤8 und 1≤c≤20.
    • [12] Verfahren gemäß [11], worin beim Bilden der glasartigen Beschichtungsschicht keine Lithiumquelle zugegeben wird.
    • [13] Verfahren gemäß [11], worin die Restmenge an Lithium-Nebenprodukten in dem Positivelektroden-Aktivmaterial 1,0 Gew.-% oder weniger beträgt.
    • [14]. Verfahren gemäß [11], worin die Beschichtungsquelle eine Verbindung umfasst, die zumindest eines enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bor (B) und Aluminium (Al).
    • [15] Verfahren gemäß [11], worin in der glasartigen Beschichtungsschicht Bor und Aluminium in einem Verhältnis von 0,3 Gewichtsteile:1 Gewichtsteil bis 0,8 Gewichtsteile:1 Gewichtsteil enthalten sind.
    • [16] Verfahren gemäß [11], worin die Beschichtungsquelle in einer Menge von 0,02 Gewichtsteile bis 2,0 Gewichtsteile vermischt wird, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids.
    • [17] Verfahren gemäß [11], worin die Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von 500°C bis 750°C durchgeführt wird.
    • [18] Positive Elektrode für eine Sekundärbatterie, wobei die positive Elektrode das Positivelektroden-Aktivmaterial gemäß irgendeinem von [1] bis [10] umfasst.
    • [19] Lithium-Sekundärbatterie, umfassend die positive Elektrode gemäß [18].
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020180008909 [0001]
    • EP 197445398 [0097]

Claims (26)

  1. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie, wobei das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst: ein Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid, das Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Mangan (Mn) umfasst; und eine glasartige Beschichtungsschicht, die auf Oberflächen von Partikeln des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet ist, worin in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge von Übergangsmetallen 60 mol-% oder mehr beträgt und die Menge von Mangan (Mn) größer ist als die Menge von Kobalt (Co), worin das Positivelektroden-Aktivmaterial eine Partikelfestigkeit von 150 MPa oder größer aufweist; und worin die glasartige Beschichtungsschicht eine durch die Formel 1 dargestellte glasartige Verbindung umfasst: LiaM1 bOc [Formel 1] worin in Formel 1 M1 zumindest eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bor (B), Aluminium (Al), Silizium (Si), Titan (Ti) und Phosphor (P), und worin 1≤a≤4, 1≤b≤8 und 1≤c≤20.
  2. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Anspruch 1, worin die Restmenge von Lithium-Nebenprodukten in dem Positivelektroden-Aktivmaterial 1,0 Gew.-% oder weniger beträgt.
  3. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die Menge von LiOH und Li2CO3 in dem Positivelektroden-Aktivmaterial 1,0 Gew.-% oder weniger beträgt.
  4. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Positivelektroden-Aktivmaterial eine Partikelfestigkeit von 150 MPa bis 250 MPa aufweist.
  5. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin die glasartige Beschichtungsschicht Bor (B) umfasst.
  6. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin die glasartige Beschichtungsschicht Aluminium (Al) umfasst.
  7. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, worin die glasartige Beschichtungsschicht zumindest eines umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Lithium-Bor-Oxid und einem Lithium-Aluminium-Oxid.
  8. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, worin die glasartige Beschichtungsschicht ein Lithium-Bor-Aluminiumoxid umfasst.
  9. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Anspruch 8, worin in der glasartigen Beschichtungsschicht Bor und Aluminium in einem Verhältnis von 0,3 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil bis 0,8 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil enthalten sind.
  10. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Anspruch 8 oder 9, worin in der glasartigen Beschichtungsschicht Bor und Aluminium in einem Verhältnis von 0,4 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil bis 0,6 Gewichtsteil:1 Gewichtsteil enthalten sind.
  11. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, worin die Menge von Mangan (Mn) an der Gesamtmenge der Übergangsmetalle im Bereich von 15 mol% bis 35 mol% liegt und die Menge von Kobalt (Co) im Bereich von 18 mol% oder niedriger liegt.
  12. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, worin die Menge von Mangan (Mn) an der Gesamtmenge der Übergangsmetalle im Bereich von 15 mol% bis 25 mol% liegt und die Menge von Kobalt (Co) im Bereich von 5 mol% bis 16 mol% liegt.
  13. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Anspruch 1, worin das Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid durch die Formel 2 dargestellt ist: LipNi1-(x1-y1+z1)Cox1Mny1M2 z1M3 q1O2 [Formel 2] worin in Formel 2 M2 zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist der Gruppe bestehend aus Aluminium (Al), Zirkonium (Zr), Bor (B), Wolfram (W), Magnesium (Mg), Cer (Ce), Hafnium (Hf), Tantal (Ta), Titan (Ti), Strontium (Sr), Barium (Ba), Fluor (F), Phosphor (P), Schwefel (S) und Lanthan (La), M3 zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Al, Zr, Ti, Mg, Ta, Niob (Nb), Molybdän (Mo), W und Chrom (Cr), und worin 0,9≤p≤1,1, 0<x1≤0,4, 0<y1≤0,4, 0≤z1≤0,1, 0≤q1≤0,1, x1<y1 und 0<x1+y1+z1≤0,4.
  14. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Anspruch 13, worin Li in einer Menge enthalten ist, die 1.0≤p≤1.05 erfüllt.
  15. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Anspruch 13 oder 14, worin Ni in einer Menge enthalten ist, die 0.8≤1-(x1+y1+z1)≤0.9 entspricht.
  16. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 13 bis 15, worin Co in einer Menge enthalten ist, die 0<x1≤0.18 erfüllt.
  17. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 13 bis 16, worin Co in einer Menge enthalten ist, die 0.05≤x1≤0.16 erfüllt.
  18. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 13 bis 17, worin Mn in einer Menge enthalten ist, die 0.15≤y1≤0.35 erfüllt.
  19. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 13 bis 18, worin Mn in einer Menge enthalten ist, die 0.15≤y1≤0.25 erfüllt.
  20. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 13 bis 19, worin Co in einer Menge enthalten ist, die 0.05≤x1≤0.16 erfüllt und Mn in einer Menge enthalten ist, die 0.15≤y1≤0.25 erfüllt.
  21. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Anspruch 1, worin in dem Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxid die Menge von Nickel (Ni) an der Gesamtmenge der Übergangsmetalle 80 mol% oder mehr beträgt.
  22. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 21, worin die glasartige Beschichtungsschicht auf Oberflächen von Primärpartikeln des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids gebildet ist.
  23. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 22, worin die glasartige Beschichtungsschicht in einer Menge von 0,02 Gewichtsteil bis 0,2 Gewichtsteil enthalten ist, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Lithium-Komposit-Übergangsmetalloxids.
  24. Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 23, worin die glasartige Beschichtungsschicht zu einer Dicke von 20 nm bis 100 nm gebildet ist.
  25. Positive Elektrode für eine Sekundärbatterie, wobei die positive Elektrode das Positivelektroden-Aktivmaterial gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 24 umfasst.
  26. Lithium-Sekundärbatterie, umfassend die positive Elektrode gemäß Anspruch 25.
DE202019005967.9U 2018-01-24 2019-01-23 Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie und Lithium-Sekundärbatterie, die das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst Active DE202019005967U1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20180008909 2018-01-24
KR20180008909 2018-01-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202019005967U1 true DE202019005967U1 (de) 2023-09-15

Family

ID=67396085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202019005967.9U Active DE202019005967U1 (de) 2018-01-24 2019-01-23 Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie und Lithium-Sekundärbatterie, die das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11870070B2 (de)
EP (2) EP3712989B1 (de)
JP (1) JP7048860B2 (de)
KR (2) KR20190090350A (de)
CN (1) CN111492511B (de)
DE (1) DE202019005967U1 (de)
WO (1) WO2019147017A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102288290B1 (ko) 2018-02-23 2021-08-10 주식회사 엘지화학 이차전지용 양극 활물질, 그 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP7215004B2 (ja) * 2018-07-20 2023-01-31 住友金属鉱山株式会社 リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極合剤ペースト、及び、リチウムイオン二次電池
KR102533811B1 (ko) * 2018-12-03 2023-05-19 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 이차전지용 양극 및 리튬 이차전지
KR102288491B1 (ko) * 2019-08-16 2021-08-10 주식회사 에스엠랩 양극활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 양극을 포함한 리튬이차전지
CN110459759B (zh) * 2019-08-19 2020-10-20 湖南金富力新能源股份有限公司 用回转装置制备的锂离子电池正极材料及其制法和应用
KR102292889B1 (ko) * 2019-10-10 2021-08-24 주식회사 에코프로비엠 리튬 복합 산화물 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN114079043A (zh) * 2020-08-11 2022-02-22 厦门厦钨新能源材料股份有限公司 一种高镍正极材料和锂离子电池及其制备方法
KR102622332B1 (ko) * 2020-10-30 2024-01-09 주식회사 엘지화학 양극 활물질 및 이의 제조방법
WO2022203408A1 (ko) * 2021-03-23 2022-09-29 한양대학교 에리카산학협력단 양극용 전극 구조체의 제조 방법, 이를 통해 제조된 전극 구조체, 및 이를 포함하는 이차 전지
KR20220137426A (ko) * 2021-04-02 2022-10-12 삼성에스디아이 주식회사 전고체 전지용 복합양극활물질, 그 제조방법, 전고체 전지용 양극층 및 이를 포함하는 전고체 전지
KR102607568B1 (ko) * 2021-06-09 2023-11-30 재단법인대구경북과학기술원 이차전지용 전극 활물질의 깨짐율 분석방법
WO2023174824A1 (en) * 2022-03-15 2023-09-21 Basf Se Process for making a coated electrode active material
CN115101713B (zh) * 2022-08-26 2022-11-11 蜂巢能源科技股份有限公司 一种锂离子电池极片及电池

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180008909A (ko) 2012-12-29 2018-01-24 생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션 유연성 튜브

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002158011A (ja) 2000-09-25 2002-05-31 Samsung Sdi Co Ltd リチウム二次電池用正極活物質及びその製造方法
KR100674015B1 (ko) * 2001-02-12 2007-01-24 주식회사 엘지화학 수명특성이 우수한 리튬 2 차 전지의 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 2차 전지
US8029930B2 (en) 2002-12-06 2011-10-04 Kawatetsu Mining Co., Ltd. Positive electrode material for lithium secondary battery, method for producing the same, and lithium secondary battery
CN100420088C (zh) * 2004-11-08 2008-09-17 深圳市比克电池有限公司 具有镍基正极活性材料的锂离子二次电池及其制备方法
US20080280205A1 (en) 2007-05-07 2008-11-13 3M Innovative Properties Company Lithium mixed metal oxide cathode compositions and lithium-ion electrochemical cells incorporating same
KR101264337B1 (ko) * 2010-08-13 2013-05-14 삼성에스디아이 주식회사 양극 활물질 및 이를 이용한 리튬 전지
EP2695225B1 (de) 2011-04-06 2014-12-10 Umicore Glasbeschichtete kathodenpulver für wiederaufladbare batterien
CN102832389B (zh) * 2012-09-25 2015-04-15 湖南长远锂科有限公司 表面改性的锂离子电池高镍正极活性材料及其制备方法
CN104584277A (zh) * 2013-03-26 2015-04-29 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池用正极和非水电解质二次电池
US20160190573A1 (en) 2013-07-31 2016-06-30 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundati On Hanyang University) Lithium composite oxide and manufacturing method therefor
JP6284542B2 (ja) 2013-10-29 2018-02-28 エルジー・ケム・リミテッド 正極活物質の製造方法、及びこれによって製造されたリチウム二次電池用正極活物質
KR101772737B1 (ko) * 2014-09-01 2017-09-12 주식회사 엘지화학 리튬이차전지용 양극활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지
KR101777466B1 (ko) 2014-10-02 2017-09-11 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 양극활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR101746187B1 (ko) * 2014-10-15 2017-06-12 주식회사 포스코 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR20160081545A (ko) 2014-12-31 2016-07-08 주식회사 에코프로 양극활물질 및 이의 제조 방법
JP2017050204A (ja) 2015-09-03 2017-03-09 日立マクセル株式会社 非水電解質二次電池用正極材料、その製造方法および非水電解質二次電池
JP6533734B2 (ja) 2015-10-29 2019-06-19 Ｊｘ金属株式会社 リチウムイオン電池用正極活物質、リチウムイオン電池用正極及びリチウムイオン電池
WO2017095134A1 (ko) 2015-11-30 2017-06-08 주식회사 엘지화학 이차전지용 양극활물질 및 이를 포함하는 이차전지
KR102114229B1 (ko) 2016-03-04 2020-05-22 주식회사 엘 앤 에프 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR20170113366A (ko) 2016-03-29 2017-10-12 주식회사 엘지화학 이차전지용 양극활물질 및 이를 포함하는 이차전지
US11121357B2 (en) * 2017-02-02 2021-09-14 Lg Chem, Ltd. Positive electrode active material for secondary battery and method of preparing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180008909A (ko) 2012-12-29 2018-01-24 생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션 유연성 튜브

Also Published As

Publication number Publication date
EP3712989A1 (de) 2020-09-23
KR102417199B1 (ko) 2022-07-06
JP7048860B2 (ja) 2022-04-06
KR20190090350A (ko) 2019-08-01
US20230327107A1 (en) 2023-10-12
US20210151754A1 (en) 2021-05-20
US11870070B2 (en) 2024-01-09
WO2019147017A1 (ko) 2019-08-01
KR20210111728A (ko) 2021-09-13
JP2021506091A (ja) 2021-02-18
EP3712989B1 (de) 2024-05-22
EP3712989A4 (de) 2020-12-09
CN111492511B (zh) 2022-05-24
EP4372843A2 (de) 2024-05-22
CN111492511A (zh) 2020-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202019005967U1 (de) Positivelektroden-Aktivmaterial für eine Sekundärbatterie und Lithium-Sekundärbatterie, die das Positivelektroden-Aktivmaterial umfasst
DE202019005948U1 (de) Positivelektrodenaktivmaterial für eine Lithium-Sekundärbatterie und positive Elektrode für eine Lithium-Sekundärbatterie, und Lithium-Sekundärbatterie, die das Positivelektrodenaktivmaterial enthält
CN107408678B (zh) 二次电池用正极活性材料和包含其的二次电池
DE202018006840U1 (de) Positivelektrodenaktivmaterial für eine Lithiumsekundärbatterie
DE202019006036U1 (de) Positivelektroden-Aktivmaterial für Sekundärbatterie, und dieses einschliessende Lithium-Sekundärbatterie
DE102013216814A1 (de) Positives, aktives Elektrodenmaterial, Herstellungsverfahren für dasselbige und wiederaufladbare Batterie aus nichtwässrigem Elektrolyt, welche dasselbige aufweist
US20220416238A1 (en) Positive Electrode Active Material for Lithium Secondary Battery and Method of Preparing the Positive Electrode Active Material
JP2022529817A (ja) リチウム二次電池用正極活物質の製造方法および前記方法により製造されたリチウム二次電池用正極活物質
CN114127987B (zh) 具有降低的水分反应性的高镍电极片及其制造方法
KR102430258B1 (ko) 리튬 이차전지용 양극 활물질 및 상기 양극 활물질의 제조 방법
CN114730867A (zh) 制造二次电池用正极材料的方法
CN111225879B (zh) 锂钴类正极活性材料、其制备方法、包含其的正极以及包含所述正极的二次电池
DE112019007641T5 (de) Positives aktivmaterial, positive elektrode, nichtwässriger-elektrolyt-energiespeicher vorrichtung, verfahren zum herstellen eines positiven aktivmaterials, verfahren zum herstellen einer positiven elektrode, und verfahren zum herstellen einer nichtwässriger-elektrolyt-energiespeichervorrichtung
DE102019133169A1 (de) Elektrolyt für lithium-sekundärbatterie und diesen enthaltende lithium-sekundärbatterie
KR102581269B1 (ko) 양극 활물질, 이를 포함하는 양극 및 리튬 이차전지
EP3816111A1 (de) Lithium-verbundoxid und lithiumsekundärbatterie damit
DE102022104729A1 (de) Anodenaktivmaterial für eine sekundärbatterie, verfahren zur herstellung derselben und sekundärbatterie, die dieses umfasst
DE202022002985U1 (de) Kathode für Lithium-Sekundärbatterie und Lithium-Sekundärbatterie die diese enthält
DE102021133428A1 (de) Anodenaktivmaterial für eine sekundärbatterie, sekundärbatterie umfassend desselben und verfahren zur herstellung desselben
KR20210058490A (ko) 코팅층이 형성된 리튬 코발트계 산화물을 포함하는 양극 활물질, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지
KR102679388B1 (ko) 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20240002815A (ko) 양극 활물질, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 양극 및 리튬 이차전지
KR20230162576A (ko) 양극 활물질 및 이의 제조방법
KR20220169775A (ko) 양극 활물질 전구체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 양극 활물질의 제조방법
KR20230162572A (ko) 양극 활물질 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R207 Utility model specification