JP2000294237A - Li二次電池正極材料及びその製造方法 - Google Patents
Li二次電池正極材料及びその製造方法Info
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- JP2000294237A JP2000294237A JP11098606A JP9860699A JP2000294237A JP 2000294237 A JP2000294237 A JP 2000294237A JP 11098606 A JP11098606 A JP 11098606A JP 9860699 A JP9860699 A JP 9860699A JP 2000294237 A JP2000294237 A JP 2000294237A
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- electrode material
- lithium secondary
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウム二次電池で代表される非水電解液二
次電池に用いられるLi二次電池正極材料の製造方法を
提供する。 【解決手段】 本Li二次電池正極材料の製造方法は、
Mn化合物とLi化合物とを主成分とし、該主成分にC
a化合物及びNi化合物の少なくとも一種の第1添加成
分と、Al化合物,Co化合物,Cr化合物及びFe化
合物の少なくとも一種の第2添加成分とを混合し、90
0〜1100℃の範囲で焼成を行うものである。
次電池に用いられるLi二次電池正極材料の製造方法を
提供する。 【解決手段】 本Li二次電池正極材料の製造方法は、
Mn化合物とLi化合物とを主成分とし、該主成分にC
a化合物及びNi化合物の少なくとも一種の第1添加成
分と、Al化合物,Co化合物,Cr化合物及びFe化
合物の少なくとも一種の第2添加成分とを混合し、90
0〜1100℃の範囲で焼成を行うものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
で代表される非水電解液二次電池に用いられるLi二次
電池正極材料及びその製造方法に関する。
で代表される非水電解液二次電池に用いられるLi二次
電池正極材料及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、AV機器或いはパソコン等の電子
機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでお
り、これらの駆動用電源として小型、軽量で高エネルギ
ー密度を有する二次電池への要求が高い。このような要
求に対して、非水系二次電池、特にリチウム二次電池
(以下「Li二次電池」という)は、とりわけ高電圧,
高エネルギー密度を有する電池としての期待が大きい。
これらの要求を満足するリチウム二次電池用の正極材料
としてリチウムをインターカレーション,デインターカ
レーションすることのできるLiCoO2 ,LiNiO
2 或いはこれらの酸化物に遷移金属元素を一部置換した
複合酸化物等の層状化合物の研究が盛んに行われてい
る。
機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでお
り、これらの駆動用電源として小型、軽量で高エネルギ
ー密度を有する二次電池への要求が高い。このような要
求に対して、非水系二次電池、特にリチウム二次電池
(以下「Li二次電池」という)は、とりわけ高電圧,
高エネルギー密度を有する電池としての期待が大きい。
これらの要求を満足するリチウム二次電池用の正極材料
としてリチウムをインターカレーション,デインターカ
レーションすることのできるLiCoO2 ,LiNiO
2 或いはこれらの酸化物に遷移金属元素を一部置換した
複合酸化物等の層状化合物の研究が盛んに行われてい
る。
【0003】また、層状構造を持たないが、LiCoO
2 等と同様な4V級の高電圧を有する安価な材料とし
て、Li−Mn複合酸化物であるLiMn2 O4 や、ま
た電圧は約3Vと若干低いLiMnO2 の開発も進めら
れている。
2 等と同様な4V級の高電圧を有する安価な材料とし
て、Li−Mn複合酸化物であるLiMn2 O4 や、ま
た電圧は約3Vと若干低いLiMnO2 の開発も進めら
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
Li−Mn複合酸化物をリチウム二次電池用の正極材料
として用いた場合において、従来のLiCoO2 ,Li
NiO2 を正極材料として用いた場合と比較して高温電
池特性に劣るという問題があった。この対策として、M
nの一部をLiで置換したり、遷移元素で置換するとい
う方法も試みれらたが、ある程度の改善は得られるもの
の未だ充分ではない。また、電池容量も小さいという問
題がある。
Li−Mn複合酸化物をリチウム二次電池用の正極材料
として用いた場合において、従来のLiCoO2 ,Li
NiO2 を正極材料として用いた場合と比較して高温電
池特性に劣るという問題があった。この対策として、M
nの一部をLiで置換したり、遷移元素で置換するとい
う方法も試みれらたが、ある程度の改善は得られるもの
の未だ充分ではない。また、電池容量も小さいという問
題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する[請
求項1]のLi二次電池正極材料の製造方法の発明は、
Mn化合物とLi化合物とを主成分とし、該主成分にC
a化合物及びNi化合物の少なくとも一種の第1添加成
分と、Al化合物,Co化合物,Cr化合物及びFe化
合物の少なくとも一種の第2添加成分とを混合し、90
0〜1100℃の範囲で焼成を行い行うことを特徴とす
る。
求項1]のLi二次電池正極材料の製造方法の発明は、
Mn化合物とLi化合物とを主成分とし、該主成分にC
a化合物及びNi化合物の少なくとも一種の第1添加成
分と、Al化合物,Co化合物,Cr化合物及びFe化
合物の少なくとも一種の第2添加成分とを混合し、90
0〜1100℃の範囲で焼成を行い行うことを特徴とす
る。
【0006】[請求項2]のLi二次電池正極材料の発
明は、請求項1の方法により製造してなることを特徴と
する。
明は、請求項1の方法により製造してなることを特徴と
する。
【0007】[請求項3]のLi二次電池の発明は、請
求項2のLi二次電池正極材料を用いてなることを特徴
とする。
求項2のLi二次電池正極材料を用いてなることを特徴
とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【0009】本発明のLi二次電池正極材料の製造方法
の発明は、Mn化合物とLi化合物とを主成分とし、C
a化合物及びNi化合物の少なくとも一種の第1添加成
分と、Al化合物,Co化合物,Cr化合物及びFe化
合物の少なくとも一種の第2添加成分とを混合し、90
0〜1100℃の範囲で焼成を行うものである。
の発明は、Mn化合物とLi化合物とを主成分とし、C
a化合物及びNi化合物の少なくとも一種の第1添加成
分と、Al化合物,Co化合物,Cr化合物及びFe化
合物の少なくとも一種の第2添加成分とを混合し、90
0〜1100℃の範囲で焼成を行うものである。
【0010】上記第1添加成分及び第2添加成分は必ず
しも一種に限定されるものではなく、必要に応じて二種
又は二種以上を適宜組み合わせて添加するようにしても
よい。
しも一種に限定されるものではなく、必要に応じて二種
又は二種以上を適宜組み合わせて添加するようにしても
よい。
【0011】また、第1添加成分のCa化合物等の添加
量としては、容量維持率との関係から0.05〜5.0重量
%とするのが好ましい。
量としては、容量維持率との関係から0.05〜5.0重量
%とするのが好ましい。
【0012】ここで、第2添加成分のAl化合物等の添
加量としては、容量維持率との関係から0.05〜10.0
重量%とするのが好ましい。
加量としては、容量維持率との関係から0.05〜10.0
重量%とするのが好ましい。
【0013】本発明で焼成温度の範囲を900〜110
0℃とするのは、後述する実施例に示すように、900
℃未満であると、Mn化合物とLi化合物からなる主成
分と、第1添加成分及び第2添加成分との反応が充分で
なく、60℃での容量維持率が低いからであり、一方、
1100℃を超えて焼成すると、Liの昇華が起こり、
20℃及び60℃での電池特性が悪くなり、共に好まし
くないからである。
0℃とするのは、後述する実施例に示すように、900
℃未満であると、Mn化合物とLi化合物からなる主成
分と、第1添加成分及び第2添加成分との反応が充分で
なく、60℃での容量維持率が低いからであり、一方、
1100℃を超えて焼成すると、Liの昇華が起こり、
20℃及び60℃での電池特性が悪くなり、共に好まし
くないからである。
【0014】また、非水電解液二次電池であるLi二次
電池の発明は、上記Li二次電池用正極材料を正極活物
質として用いてなるものである。
電池の発明は、上記Li二次電池用正極材料を正極活物
質として用いてなるものである。
【0015】なお、本発明におけるLi二次電池の負極
には、金属リチウム又はリチウムを吸蔵放出可能な物質
を用いれば何等限定されるものではなく、電解質につい
ても、例えばカーボネート類,スルホラン類,ラクトン
類,エーテル類の有機溶媒中にリチウム塩を溶解したも
のや、リチウムイオン導電性の固体電解質を用いること
ができ、本発明において何等制限されるものではない。
には、金属リチウム又はリチウムを吸蔵放出可能な物質
を用いれば何等限定されるものではなく、電解質につい
ても、例えばカーボネート類,スルホラン類,ラクトン
類,エーテル類の有機溶媒中にリチウム塩を溶解したも
のや、リチウムイオン導電性の固体電解質を用いること
ができ、本発明において何等制限されるものではない。
【0016】
【実施例】以下、本発明の効果を示す実施例を説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【0017】(実施例1)Li:Ca:Al:Mn=1.
00:0.03:0.05:1.92となるように二酸化マン
ガン(96.0g)と炭酸リチウム(21.2g)と、酸化
カルシウム(1.9g)と水酸化アルミニウム(2.1g)
を秤量し、ボールミルで混合後、電気炉中で950℃で
焼成し、解砕してLi−Ca−Al−Mn複合酸化物を
生成した。
00:0.03:0.05:1.92となるように二酸化マン
ガン(96.0g)と炭酸リチウム(21.2g)と、酸化
カルシウム(1.9g)と水酸化アルミニウム(2.1g)
を秤量し、ボールミルで混合後、電気炉中で950℃で
焼成し、解砕してLi−Ca−Al−Mn複合酸化物を
生成した。
【0018】このLi−Ca−Al−Mn複合酸化物を
正極活物質としてコイン電池を作成し、放電試験を行っ
た。試験内容としては、20℃における初期放電容量
(mAh/g)、15サイクル時での容量維持率
(%)、60℃における15サイクル時での容量維持率
(%)、並びに60℃で3日間充放電保存時の容量回復
率(%)を測定した。
正極活物質としてコイン電池を作成し、放電試験を行っ
た。試験内容としては、20℃における初期放電容量
(mAh/g)、15サイクル時での容量維持率
(%)、60℃における15サイクル時での容量維持率
(%)、並びに60℃で3日間充放電保存時の容量回復
率(%)を測定した。
【0019】(実施例2)焼成温度を900℃とした以
外は、実施例1と同様に操作した。
外は、実施例1と同様に操作した。
【0020】(実施例3)焼成温度を1100℃とした
以外は、実施例1と同様に操作した。
以外は、実施例1と同様に操作した。
【0021】(実施例4)酸化カルシウム(1.9g)を
水酸化ニッケル(1.8g)とした以外は、実施例1と同
様に操作した。
水酸化ニッケル(1.8g)とした以外は、実施例1と同
様に操作した。
【0022】(実施例5)水酸化アルミニウム(2.1
g)を炭酸コバルト(3.3g)とした以外は、実施例1
と同様に操作した。
g)を炭酸コバルト(3.3g)とした以外は、実施例1
と同様に操作した。
【0023】(実施例6)水酸化アルミニウム(2.1
g)を酸化クロム(2.2g)とした以外は、実施例1と
同様に操作した。
g)を酸化クロム(2.2g)とした以外は、実施例1と
同様に操作した。
【0024】(実施例7)水酸化アルミニウム(2.1
g)を酸化第一鉄(2.2g)とした以外は、実施例1と
同様に操作した。
g)を酸化第一鉄(2.2g)とした以外は、実施例1と
同様に操作した。
【0025】(比較例1)焼成温度を850℃とした以
外は、実施例1と同様に操作した。
外は、実施例1と同様に操作した。
【0026】(比較例2)焼成温度を1150℃とした
以外は、実施例1と同様に操作した。
以外は、実施例1と同様に操作した。
【0027】(比較例3)Li:Ca:Mn=1.00:
0.03:1.97となるように二酸化マンガン(98.5
g)と炭酸リチウム(21.2g)と酸化カルシウム(1.
9g)を秤量し、ボールミルで混合後、電気炉中で95
0℃で焼成し、解砕してLi−Ca−Mn複合酸化物を
生成した。試験方法は、実施例1と同様に行った。
0.03:1.97となるように二酸化マンガン(98.5
g)と炭酸リチウム(21.2g)と酸化カルシウム(1.
9g)を秤量し、ボールミルで混合後、電気炉中で95
0℃で焼成し、解砕してLi−Ca−Mn複合酸化物を
生成した。試験方法は、実施例1と同様に行った。
【0028】(比較例4)Li:Al:Mn=1.00:
0.05:1.95となるように二酸化マンガン(97.5
g)と炭酸リチウム(21.2g)と水酸化アルミニウム
(2.1g)を秤量し、ボールミルで混合後、電気炉中で
950℃で焼成し、解砕してLi−Al−Mn複合酸化
物を生成した。試験方法は、実施例1と同様に行った。
0.05:1.95となるように二酸化マンガン(97.5
g)と炭酸リチウム(21.2g)と水酸化アルミニウム
(2.1g)を秤量し、ボールミルで混合後、電気炉中で
950℃で焼成し、解砕してLi−Al−Mn複合酸化
物を生成した。試験方法は、実施例1と同様に行った。
【0029】以上実施例1乃至実施例8の結果並びに比
較例1乃至比較例4の結果を、下記「表1」に各々示
す。
較例1乃至比較例4の結果を、下記「表1」に各々示
す。
【0030】
【表1】
【0031】上記表より、本実施例にかかるものは、2
0℃での放電容量及び容量維持率、60℃での容量維持
率及び充電保存後の容量回復率が共に好ましく、駆動用
電源としての好ましい二次電池特性を有することが、確
認できた。
0℃での放電容量及び容量維持率、60℃での容量維持
率及び充電保存後の容量回復率が共に好ましく、駆動用
電源としての好ましい二次電池特性を有することが、確
認できた。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明のように、Mn化
合物とLi化合物とを主成分とし、Ca化合物及びNi
化合物の少なくとも一種の第1添加成分と、Al化合
物,Co化合物,Cr化合物及びFe化合物の少なくと
も一種の第2添加成分とを混合し、900〜1100℃
の範囲で焼成を行うことにより得られたLi二次電池正
極材料を正極活物質として使用することにより、高容量
で且つ高温特性が良好であり、駆動用電源として好まし
い二次電池特性を提供することができる。
合物とLi化合物とを主成分とし、Ca化合物及びNi
化合物の少なくとも一種の第1添加成分と、Al化合
物,Co化合物,Cr化合物及びFe化合物の少なくと
も一種の第2添加成分とを混合し、900〜1100℃
の範囲で焼成を行うことにより得られたLi二次電池正
極材料を正極活物質として使用することにより、高容量
で且つ高温特性が良好であり、駆動用電源として好まし
い二次電池特性を提供することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 Mn化合物とLi化合物とを主成分と
し、該主成分にCa化合物及びNi化合物の少なくとも
一種の第1添加成分と、Al化合物,Co化合物,Cr
化合物及びFe化合物の少なくとも一種の第2添加成分
とを混合し、900〜1100℃の範囲で焼成を行うこ
とを特徴とするLi二次電池正極材料の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1の方法により製造してなること
を特徴とするLi二次電池正極材料。 - 【請求項3】 請求項2のLi二次電池正極材料を用い
てなることを特徴とするLi二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11098606A JP2000294237A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Li二次電池正極材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11098606A JP2000294237A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Li二次電池正極材料及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000294237A true JP2000294237A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14224269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11098606A Withdrawn JP2000294237A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Li二次電池正極材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000294237A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008126364A1 (ja) | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Toda Kogyo Corporation | 非水電解液二次電池用マンガン酸リチウム及びその製造方法、並びに非水電解液二次電池 |
WO2009063630A1 (ja) | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Toda Kogyo Corporation | 非水電解液二次電池用マンガン酸リチウム粒子粉末及びその製造方法、並びに非水電解液二次電池 |
WO2009084214A1 (ja) | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Toda Kogyo Corporation | 非水電解液二次電池用マンガン酸リチウム及びその製造方法、並びに非水電解液二次電池 |
WO2010032449A1 (ja) | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 戸田工業株式会社 | マンガン酸リチウム粒子粉末の製造方法及び非水電解質二次電池 |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP11098606A patent/JP2000294237A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008126364A1 (ja) | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Toda Kogyo Corporation | 非水電解液二次電池用マンガン酸リチウム及びその製造方法、並びに非水電解液二次電池 |
WO2009063630A1 (ja) | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Toda Kogyo Corporation | 非水電解液二次電池用マンガン酸リチウム粒子粉末及びその製造方法、並びに非水電解液二次電池 |
WO2009084214A1 (ja) | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Toda Kogyo Corporation | 非水電解液二次電池用マンガン酸リチウム及びその製造方法、並びに非水電解液二次電池 |
WO2010032449A1 (ja) | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 戸田工業株式会社 | マンガン酸リチウム粒子粉末の製造方法及び非水電解質二次電池 |
KR20110061565A (ko) | 2008-09-18 | 2011-06-09 | 도다 고교 가부시끼가이샤 | 망간산리튬 입자 분말의 제조 방법 및 비수전해질 이차 전지 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |