JP2011508378A - 小粒子電極材料組成物および小粒子電極材料組成物を形成する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2007年12月22日に出願された米国仮特許出願第61/016,452号および2008年2月15日に出願された米国仮特許出願第61/029,260号に対する優先権を主張する。米国仮特許出願第61/016,452号および米国仮特許出願第61/029,260号の両方は、その全体が、参考により本明細書中に援用される。
本発明は全般に小粒子、小粒子の生成に使用する前駆体、および小粒子に関連する方法に関する。いくつかの実施形態では、この粒子は電池などの電気化学セルに使用できる電極材料(たとえば、リチウム系化合物など)である。
この実施例は、従来のFePO4反応生成物粒子の特徴付けについて説明するものである。こうした反応生成物粒子は、従来のリン酸鉄リチウム反応生成物粒子を生成する際に前駆体として使用することができる。
この実施例は、本発明の実施形態によるFePO4反応生成物粒子の特徴付け、および実施例1に記載した従来のFePO4反応生成物粒子との比較について説明するものである。こうした反応生成物粒子は、リン酸鉄リチウム反応生成物粒子を生成する際に前駆体として使用することができる。
この実施例は、実施例2に記載したのと同様のFePO4前駆体反応生成物粒子を用いて生成するLiFePO4反応生成物粒子の生成および特徴付けについて説明するものである。
以下の実施例は、本発明の実施形態によるナノサイズの層状リチウム金属酸化反応生成物粒子の生成および特徴付けについて記載する。
以下の実施例は、ナノサイズの層状リチウム金属酸化反応生成物粒子の生成および特徴付けについて説明するものである。以下の一般的な手順によりMnO2、Ni(OH)2、Co(OH)2、およびLi2CO3またはLiOHを含む前駆体材料から3種の反応生成物粒子を調製した。
以下の実施例は、リン酸鉄リチウム反応生成物粒子の生成および特徴付けについて記載する。
以下の実施例は、ナノサイズの層状リチウム金属酸化反応生成物粒子の生成および特徴付けについて記載する。以下の一般的な手順によりMnO2、Ni(OH)2、Co(OH)2、およびLi2CO3またはLiOHを含む前駆体材料から3種の反応生成物粒子を調製した。
この実施例は、実施例7に記載したのと同様のFePO4.2H2O前駆体反応生成物粒子を用いて調製したLiFePO4前駆体ブレンドの反応特性を説明するものである。さらに、この実施例では、従来の二峰性のLiFePO4前駆体ブレンドとの比較も行う。
Claims (54)
- 第1の前駆体を提供する工程;
第2の前駆体を提供する工程;および
該第1の前駆体および該第2の前駆体を反応させて電極材料を含む反応生成物粒子を形成する工程
を含む方法であって、該反応生成物粒子の平均粒度は500nm以下であり、該反応生成物粒子の少なくとも50%は個々の反応生成物粒子の組成が全体に実質的に均一である
方法。 - 前記第1の前駆体は粒子の形態である、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の前駆体は粒子の形態である、請求項2に記載の方法。
- 少なくとも前記第1の前駆体粒子を微粉砕して反応の前に微粉砕された前駆体粒子を形成する工程をさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記微粉砕された前駆体粒子は100nm未満の平均粒度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の前駆体および前記第2の前駆体は反応の前に一緒に微粉砕される、請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子の少なくとも70%は個々の反応生成物粒子の組成が全体に実質的に均一である、請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子の少なくとも70%は実質的に前駆体材料を含まない、請求項1に記載の方法。
- 反応は少なくとも500℃の温度で混合物を加熱することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子を微粉砕する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子は100nm未満の平均粒度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記電極材料はリチウム系化合物である、請求項1に記載の方法。
- 前記リチウム系化合物はリン酸鉄リチウムである、請求項12に記載の方法。
- 前記前駆体の1つは硝酸アルミニウム、オルトリン酸二水素アンモニウム、オルトリン酸一水素アンモニウム、水酸化コバルト、硝酸コバルト、酸化コバルト、酢酸鉄、酸化鉄、リン酸鉄、酢酸マンガン、炭酸マンガン、水酸化マンガン、酸化マンガン、水酸化ニッケル、硝酸ニッケル、酸化ニッケルまたは酸化チタンである、請求項1に記載の方法。
- 前記前駆体の1つは炭酸リチウム、酢酸リチウム、リン酸二水素リチウム、水酸化リチウム、硝酸リチウムまたはヨウ化リチウムである、請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子は層構造を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記前駆体の少なくとも1つは少なくとも一部が流体キャリアに溶解されて提供される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の前駆体は板状の形態を有する粒子の形態である、請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子から電極を形成する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 第1の前駆体を提供する工程;
第2の前駆体を提供する工程;および
該第1の前駆体および該第2の前駆体を反応させて電極材料を含む反応生成物粒子を形成する工程
を含む方法であって、該反応生成物粒子の平均粒度は500nm以下であり、該反応生成物粒子の少なくとも50%は実質的に前駆体材料を含まない
方法。 - 前記第1の前駆体は粒子の形態である、請求項20に記載の方法。
- 前記第2の前駆体は粒子の形態である、請求項20に記載の方法。
- 少なくとも前記第1の前駆体粒子を微粉砕して反応の前に微粉砕された前駆体粒子を形成する工程をさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記微粉砕された前駆体粒子は100nm未満の平均粒度を有する、請求項23に記載の方法。
- 前記第1の前駆体および前記第2の前駆体は反応の前に一緒に微粉砕される、請求項20に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子の少なくとも70%は実質的に前駆体材料を含まない、請求項1に記載の方法。
- 反応は少なくとも500℃の温度で混合物を加熱することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子は100nm未満の平均粒度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記電極材料はリチウム系化合物である、請求項1に記載の方法。
- 前記リチウム系化合物はリン酸鉄リチウムである、請求項29に記載の方法。
- 前記第1の前駆体は板状の形態を有する粒子の形態である、請求項20に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子から電極を形成する工程をさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 第1の前駆体を提供する工程;
第2の前駆体を提供する工程;および
該第1の前駆体および該第2の前駆体を反応させて電極材料を含む反応生成物粒子を形成する工程
を含む方法であって、該反応生成物粒子の平均粒度は500nm以下であり、該反応生成物粒子の少なくとも50%は同じ化学組成を有する
方法。 - 前記第1の前駆体は粒子の形態である、請求項33に記載の方法。
- 前記第2の前駆体は粒子の形態である、請求項33に記載の方法。
- 少なくとも前記第1の前駆体粒子を微粉砕して反応の前に微粉砕された前駆体粒子を形成する工程をさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 微粉砕された前駆体粒子は100nm未満の平均粒度を有する、請求項33に記載の方法。
- 前記第1の前駆体および前記第2の前駆体は反応の前に一緒に微粉砕される、請求項33に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子の少なくとも50%は同じ化学組成を有する、請求項33に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子は100nm未満の平均粒度を有する、請求項33に記載の方法。
- 前記電極材料はリチウム系化合物である、請求項33に記載の方法。
- 前記リチウム系化合物はリン酸鉄リチウムである、請求項41に記載の方法。
- 前記第1の前駆体は板状の形態を有する粒子の形態である、請求項33に記載の方法。
- 前記反応生成物粒子から電極を形成する工程をさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 電極材料を含む反応生成物粒子を含み、該反応生成物粒子の平均粒度は500nm以下であり、該反応生成物粒子の少なくとも50%は個々の反応生成物粒子の組成が全体に実質的に均一である
電極組成物。 - 前記反応生成物の平均粒度は100nm未満である、請求項45に記載の電極組成物。
- 前記電極材料はリチウム系化合物である、請求項45に記載の電極組成物。
- 請求項45に記載の電極組成物を含む、装置。
- 電極材料を含む反応生成物粒子を含み、該反応生成物粒子の平均粒度は500nm以下であり、該反応生成物粒子の少なくとも50%は実質的に前駆体材料を含まない
電極組成物。 - 前記反応生成物の平均粒度は100nm未満である、請求項49に記載の電極組成物。
- 前記電極材料はリチウム系化合物である、請求項49に記載の電極組成物。
- 電極材料を含む反応生成物粒子を含み、該反応生成物粒子の平均粒度は500nmであり、該反応生成物粒子の少なくとも50%は同じ化学組成を有する
電極組成物。 - 前記反応生成物の平均粒度は100nm未満である、請求項52に記載の電極組成物。
- 前記電極材料はリチウム系化合物である、請求項52に記載の電極組成物。
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