JP2011124233A - リチウム電池用正極活物質、その製造方法及びそれを利用したリチウム電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一次粒子と非晶質物質とを含む二次粒子を有するリチウム電池用正極活物質が開示され、該リチウム複合酸化物とリチウム塩とを混合する段階と、混合物を熱処理する段階と、を含むリチウム電池用正極活物質の製造方法、及び該正極活物質を含む正極と、これを採用したリチウム電池である。
【選択図】図1
Description
Lia(NixCoyMez)2−aO2
12μmの平均粒径を有するリチウム複合酸化物であるLiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 100gに、5μmの平均粒径を有する硫酸リチウム(Li2SO4)0.5gを付加して混合し、これを撹拌した。
熱処理温度が800℃から、900℃に変更されたことを除いては、製造例1と同じ方法によって正極活物質を製造した。
熱処理温度が800℃から、750℃に変更されたことを除いては、製造例1と同じ方法によって正極活物質を製造した。
熱処理温度が800℃から、950℃に変更されたことを除いては、製造例1と同じ方法によって正極活物質を製造した。
Li2SO4の含有量が0.1gに変更されたことを除いては、製造例1と同じ方法によって正極活物質を製造した。
熱処理温度が800℃から、850℃に変更されたことを除いては、製造例1と同じ方法によって正極活物質を製造した。
熱処理温度が800℃から、1,000℃に変更されたことを除いては、製造例1と同じ方法によって正極活物質を製造した。
熱処理温度が800℃から、650℃に変更されたことを除いては、製造例1と同じ方法によって正極活物質を製造した。
製造例1による正極活物質4.75g、ポリフッ化ビニリデン0.15g及びカーボンブラック0.15gを、N−メチルピロリドン2.5gに分散させ、正極活物質層形成用の組成物を製造した。
正極製造時、製造例1によって製造された正極活物質の代わりに、製造例2ないし6によって製造された正極活物質を使用したことを除いては、実施例1と同じ方法によってリチウム二次電池を製造した。
正極活物質として、製造例1の正極活物質の代わりに、リチウム複合酸化物であるLi0.6Co0.2Mn0.2O2を使用したことを除いては、実施例1と同じ方法によってリチウム二次電池を製造した。
正極活物質として、製造例1の正極活物質の代わりに、比較製造例1の正極活物質を使用した使用したことを除いては、実施例1と同じ方法によってリチウム二次電池を製造した。
正極活物質として、製造例1の正極活物質の代わりに、比較製造例2の正極活物質を使用した使用したことを除いては、実施例1と同じ方法によってリチウム二次電池を製造した。
60℃で、0.1C充電及び放電を実施した後、0.5C充電後に高温で10−15日放置した後、放電容量を測定して評価する。
60℃で、0.1C充電及び放電を実施した後、0.5C充電後に高温で10−15日放置した後、充放電容量を測定して評価する。
12 二次粒子
13 非晶質物質
22 負極
23 正極
24 セパレータ
25 電池ケース
26 封止部材
30 電池
Claims (19)
- 2個以上の一次粒子の凝集体を含む少なくとも一つの二次粒子、及び非晶質物質を含み、
前記一次粒子は、リチウム複合酸化物を含むリチウム電池用正極活物質。 - 前記非晶質物質は、隣接する前記一次粒子間に存在することを特徴とする請求項1に記載のリチウム電池用正極活物質。
- 前記非晶質物質は、
少なくとも隣接する一次粒子間の界面以上に存在することを特徴とする請求項2に記載のリチウム電池用正極活物質。 - 前記非晶質物質は、リチウム塩を含むことを特徴とする請求項1に記載のリチウム電池用活物質。
- 前記リチウム塩は、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、炭酸リチウムまたは水酸化リチウムであることを特徴とする請求項4に記載のリチウム電池用正極活物質。 - 前記リチウム塩の含有量は、
前記リチウム複合酸化物100重量部を基準として、0.01ないし10重量部であることを特徴とする請求項4に記載のリチウム電池用正極活物質。 - 前記非晶質物質の含有量は、
前記リチウム複合酸化物100重量部を基準として、0.01ないし10重量部であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム電池用正極活物質。 - 前記非晶質物質の含有量は、
前記リチウム複合酸化物100重量部を基準として、0.1ないし2重量部であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム電池用正極活物質。 - 前記一次粒子の平均粒径は、0.2ないし3μmであることを特徴とする請求項1に記載のリチウム電池用正極活物質。
- 前記二次粒子の平均粒径は、10ないし15μmであることを特徴とする請求項1に記載のチウム電池用正極活物質。
- 前記リチウム複合酸化物が、
下記化学式1で表示される化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載のリチウム電池用正極活物質:
(化1)
Lia(NixCoyMez)2−aO2
前記化学式中、0.5≦x≦1、0≦y≦0.5、0<z≦0.5、0.90<a≦1.15であり、Meは、アルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、チタン(Ti)及びカルシウム(Ca)からなる群から選択される。 - 0.5≦x≦0.6、0.1≦y≦0.3、0.2≦z≦0.3、0.90<a≦1.0であることを特徴とする請求項11に記載のリチウム電池用正極活物質。
- 前記リチウム複合酸化物が、
LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2またはLiNi0.6CO0.2Mn0.2O2であることを特徴とする請求項11に記載のリチウム電池用正極活物質。 - リチウム複合酸化物にリチウム塩を混合して撹拌し、リチウム複合酸化物とリチウム塩との混合物を形成する段階と、
前記混合物を700℃超過950℃以下で熱処理する段階と、を含むリチウム電池用正極活物質の製造方法。 - 前記リチウム複合酸化物が、
下記化学式1で表示される化合物を含むことを特徴とする請求項14に記載のリチウム電池用正極活物質の製造方法:
(化1)
Lia(NixCoyMez)2−aO2
前記化学式中、0.5≦x≦1、0≦y≦0.5、0<z≦0.5、0.90<a≦1.15であり、Meは、アルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、チタン(Ti)及びカルシウム(Ca)からなる群から選択される。 - 前記混合物を熱処理する段階が、750ないし900℃で実施されることを特徴とする請求項14に記載のリチウム電池用正極活物質の製造方法。
- 前記混合物を熱処理する段階が、800ないし900℃で実施されることを特徴とする請求項14に記載のリチウム電池用正極活物質の製造方法。
- 2個以上の一次粒子の凝集体と非晶質物質とを含む少なくとも1つの二次粒子を含み、
前記一次粒子は、リチウム複合酸化物を含むリチウム電池用正極活物質を含有する正極。 - 2個以上の一次粒子の凝集体と非晶質物質とを含む少なくとも1つの二次粒子を含み、
前記一次粒子は、リチウム複合酸化物を含むリチウム電池用正極活物質を含有する正極と、
負極活物質を含む負極と、
前記正極と負極との間に介在されたセパレータと、を含むリチウム電池。
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