JP2012528069A - 酸化バナジウムリチウム粉末の製造方法および粉末の使用 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
なし
なし
本発明の態様は酸化バナジウムリチウム物質に関する。
電池に関する条件は電池の意図する用途に依存する。例えば、電気自動車で使用される電池は消費者の要望に合わせるのに充分な長い寿命サイクル、低価格、高い重量密度および高い容量密度を必要とする。そのような電池の製造用に使用される物質が所望する条件に適合する能力を決める。
1つの態様では、リチウムアノード電池粉末の製造方法は還元剤、五酸化バナジウム(V2O5)、およびリチウム塩からのリチウムイオンを含む液体混合物の製造を包含する。この方法は混合物を酸化バナジウムリチウム粒子の沈殿のための還元剤による五酸化バナジウムの還元を可能にする条件にかけることによる酸化バナジウムリチウムの製造もさらに包含する。粒子はLi1+xVO2として定義される式を有し、xは0〜0.5の数である。
ウムを還元させるのを可能にする条件に、アニオン性化合物を置換する酸素の不存在下で、かけることによる酸化バナジウムリチウムの製造も包含する。混合物の液体からの粒子の分離がリチウムアノード電池粉末を与える。
本発明は、それらのさらなる利点と一緒になって、以下の記述を添付図面と共に参照することにより最良に理解されうる。
本発明の態様は酸化バナジウムリチウム粉末の製造方法に関する。酸化バナジウムリチウム粉末に関する用途はリチウムイオン電池用の負極またはアノード物質としての使用を包含する。前駆体物質の液相反応およびバナジウム酸化状態における還元が酸化バナジウムリチウム粉末の製造を促進する。導電性を与えるために、酸化バナジウムリチウム粉末製造粒子は炭素をさらに含有しうる。
ことができそしてリチウム源のための溶媒としても作用しうる。
技術は0.5重量%〜10重量%の間、0.5重量%〜5重量%の間、および1重量%〜3重量%の間、の炭素含有量を達成しうる。
スマット(Watman(登録商標)ガラスマイクロファイバー、GF/B)であり、そして電解質は溶媒の混合物(40%の炭酸エチレン、30%の炭酸メチル、および30%の炭酸ジエチル)中の1M LiPF6であった。試験工程は以下の通りであった。電池を0.5mA(〜50mA/g)の一定電流下で電池電圧が0.0ボルトに達するまで充電し、そして0.0ボルトにおいて1時間にわたりまたは電流が0.03mAより下がるまでさらに充電した。電池を次に0.5mAの一定電流において電池電圧が2.0ボルトに達するまで放電した。充電/放電サイクルを繰り返してサイクリング中の物質安定性を測定した。粉末の容量は放電中に通過した電荷に基づく計算により示されるが、クーロン効率は放電能力対充電時能力の比に基づき計算された。全ての試験は電気化学的試験台(Arbin Model BT−2043)を用いて行われた。全ての実験は室温(〜22℃)において行われた。
Claims (20)
- 還元剤、五酸化バナジウム(V2O5)、およびリチウム塩からのリチウムイオンを含んでなる液体混合物を製造し、そして
混合物を酸化バナジウムリチウム粒子の沈殿のための還元剤による五酸化バナジウムの還元を可能にする条件にかけることにより酸化バナジウムリチウムを製造する
段階を含んでなる方法であって、粒子がLi1+xVO2として定義される式を有し、xが0〜0.5の数である方法。 - 粒子の製造が粒子の製造中に混合物内のリチウム対バナジウムのモル比1.5〜1を有する混合物を加熱することを包含する、請求項1に記載の方法。
- リチウム塩が炭酸リチウム(Li2CO3)および水酸化リチウム(LiOH)の少なくとも1種を含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 還元剤がn−メチル−ピロリジノンである、請求項1に記載の方法。
- リチウム塩が炭酸リチウム(Li2CO3)および水酸化リチウム(LiOH)の少なくとも1種を含んでなりそして還元剤がn−メチル−ピロリジノンである、請求項1に記載の方法。
- 粒子を1000℃より上の温度に加熱することによる粒子の結晶化をさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。
- xが0.2である、請求項1に記載の方法。
- 還元剤が有機化合物である、請求項1に記載の方法。
- 混合物が炭素残渣製造物質をさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 粒子を炭素残渣製造物質でコーティングし、そして
コーティングされた粒子を不活性環境中で加熱する
ことをさらに含んでなり、加熱が炭素残渣製造物質を炭化するのに充分な温度である、請求項1に記載の方法。 - n−メチル−ピロリジノンでありそして混合物からの液体の蒸発後に粒子上に残存する還元剤を酸化して粒子の1〜10重量パーセントであるコーティングを製造し、そして
コーティングを不活性環境中で粒子上のコーティングを炭化するのに充分な温度に加熱する
ことをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。 - 還元剤、五酸化バナジウム(V2O5)、およびリチウム塩からのリチウムイオンを含んでなる液体混合物を製造し、
混合物を酸化バナジウムリチウム粒子の沈殿のための還元剤が五酸化バナジウムを還元させるのを可能にする条件に、アニオン性化合物を置換する酸素の不存在下で、かけることにより酸化バナジウムリチウムを製造し、そして
粒子を混合物の液体から分離する
段階を含んでなる方法。 - 粒子がLi1+xVO2として定義される式を有し、xが0〜0.5の数である、請求
項12に記載の方法。 - 製造中の混合物内のリチウム対バナジウムのモル比が1.5〜1である、請求項12に記載の方法。
- 酸化バナジウムリチウムの製造が混合物を不活性雰囲気中で加熱することにより行われる、請求項12に記載の方法。
- 液体からの粒子の分離が液体を粒子から蒸発させることにより行われる、請求項12に記載の方法。
- 液体からの粒子の分離が機械的な液体抽出によりそして次に蒸発により行われる、請求項12に記載の方法。
- n−メチル−ピロリジノン、五酸化バナジウム(V2O5)、並びに炭酸リチウム(Li2CO3)および水酸化リチウム(LiOH)の少なくとも1種からのリチウムイオンを含んでなる液体混合物を製造し、
n−メチル−ピロリジノンが酸化バナジウムリチウム粒子の沈殿のためにバナジウム酸化状態を5+からより低い酸化状態に還元するように混合物を加熱することにより酸化バナジウムリチウムを製造し、ここで加熱中の混合物内のリチウム対バナジウムのモル比が1.5〜1でありそして粒子がLi1+xVO2として定義される式を有し、xが0〜0.5の数であり、そして
粒子を電池のアノード中に入れる
段階を含んでなる方法。 - 混合物が石油ピッチおよび化学工程ピッチ、コールタールピッチ、パルプ工業からのリグニン、並びにフェノール系樹脂の少なくとも1種をさらに含んでなる、請求項18に記載の方法。
- 混合物から除去された粒子を加熱して粒子の一部でありそして石油ピッチおよび化学工程ピッチ、コールタールピッチ、パルプ工業からのリグニン、並びにフェノール系樹脂の少なくとも1種を含んでなる物質を炭化することをさらに含んでなる、請求項18に記載の方法。
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