JP2012506610A - 電極の効率及びエネルギー密度が改良されたカソード混合物 - Google Patents
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Abstract
LiFe(P1−xO4) (I)
により表され、リン(P)のモル画分(1−x)が0.910〜0.999である組成物を有するカソード活性物質を含んでなり、カソード活性物質の操作効率を、アノード活性物質のより低い操作効率のレベルに合わせ、カソード活性物質のエネルギー密度を改良することができる、カソード混合物を提供する。
このカソード混合物は、バッテリーの操作効率を最大限にし、電極浪費を最少に抑え、従って、バッテリーの製造コストを下げる。さらに、本発明による、リン(P)のモル画分(1−x)が1未満であるカソード活性物質は、Fe2+及びFe3+の両方を含み、これによって、有利なことに、構造的変形を引き起こさず、イオン伝導性を改良し、優れた速度特性を示し、充電/放電によるIR低下を抑制し、それによって、バッテリーに高いエネルギー密度を与える。
Description
LiFe(P1−xO4) (I)
により表され、リン(P)のモル画分(1−x)が0.910〜0.999である組成物を有するカソード活性物質を含んでなり、カソード活性物質の操作効率を、アノード活性物質のより低い操作効率のレベルに合わせ、カソード活性物質のエネルギー密度を改良することができる、カソード混合物を提供することにより、達成される。
ここで、下記の例を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。これらの例は、本発明を説明するためにのみ記載するのであって、本発明の範囲及び精神を制限するものではない。
LiFePO4の製造方法として良く知られている水熱製法により、リン(P)の含有量が0.94(製造例1)、0.96(製造例2)、0.97(製造例3)及び0.985(製造例4)であるカソード活性物質LiFe(P1−xO4)を下記の方法に従って製造した。より詳細な説明を以下に記載する。
カソード活性物質として、製造例1で調製したLiFeP0.94O490重量%、導電性材料としてSuper-P 5重量%及び結合剤としてPVdF 5重量%を、NMP(N-メチル-2-ピロリドン)に加え、カソード混合物スラリーを調製した。このカソード混合物スラリーをアルミニウムホイルの一表面に塗布し、続いて乾燥させ、プレス加工してカソードを製造した。
カソード活性物質として、製造例2で調製したLiFeP0.96O4を使用した以外は、例1と同じ様式でバッテリーを製造した。
カソード活性物質として、製造例3で調製したLiFeP0.97O4を使用した以外は、例1と同じ様式でバッテリーを製造した。
カソード活性物質として、製造例4で調製したLiFeP0.985O4を使用した以外は、例1と同じ様式でバッテリーを製造した。
カソード活性物質として、LiFePO4を使用した以外は、例1と同じ様式でバッテリーを製造した。
例1及び比較例1で製造したバッテリーに対して操作効率を測定し、得られた結果を下記の表1に示す。
製造例4で得たカソード活性物質をXRDにかけ、例4及び比較例1で製造したバッテリーをND(中性子)精製検定、HRTEM構造的分析、及びMossbauer効果を使用するFe原子価分析にかけた。得られた結果を図1〜3に示す。
Claims (7)
- リチウム二次電池用のカソード混合物であって、
下記式(I)により表される組成物を有してなるカソード活性物質を含んでなり、
LiFe(P1−xO4) (I)
上記式中、リン(P)のモル画分(1−x)が0.910〜0.999であり、
前記カソード活性物質の操作効率を、アノード活性物質のより低い操作効率のレベルに合わせてなり、かつ、
前記カソード活性物質のエネルギー密度を改良するものである、カソード混合物。 - 前記アノード活性物質の操作効率が90〜98%である、請求項1に記載のカソード混合物。
- 前記アノード活性物質が炭素系材料である、請求項2に記載のカソード混合物。
- 前記リン(P)のモル画分(1−x)が0.955〜0.995である、請求項1に記載のカソード混合物。
- 前記アノード活性物質の操作効率が95〜99.9%のレベルとされてなる、請求項1に記載のカソード混合物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のカソード混合物が集電装置上に塗布されてなる電極を備えてなる、カソードリチウム二次電池。
- 請求項6に記載のカソードを備えてなるリチウム二次電池。
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