JP2013008483A - リチウムイオン電池用正極活物質の製造法 - Google Patents
リチウムイオン電池用正極活物質の製造法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013008483A JP2013008483A JP2011139047A JP2011139047A JP2013008483A JP 2013008483 A JP2013008483 A JP 2013008483A JP 2011139047 A JP2011139047 A JP 2011139047A JP 2011139047 A JP2011139047 A JP 2011139047A JP 2013008483 A JP2013008483 A JP 2013008483A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- solvent
- organic compound
- positive electrode
- active material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
【解決手段】ケイ酸鉄リチウム微粒子、導電性炭素材料、溶媒可溶性有機化合物及び溶媒を含有する分散液を、ボールミルを用いて混合し、乾燥後焼成することを特徴とするリチウムイオン電池用正極活物質の製造法。
【選択図】なし
Description
これに対し、非特許文献1及び2には、Li2Mn1-yFeySiO4(y=0〜1)を水熱合成で得られる旨の記載がある。
従って、本発明の課題は、炭素被覆されたケイ酸鉄リチウムを含有する正極活物質の新たな製造法を提供することにある。
また、本発明は、上記の製造法により得られた正極活物質を含む正極を有するリチウムイオン電池を提供するものである。
(Li2CO3)、硫酸リチウム、酢酸リチウムが挙げられるが、水酸化リチウム、炭酸リチウムが特に好ましい。
LiOH・H2O 4.20g(0.1mol)、Na4SiO4・nH2O 6.99g(0.025mol)、Na2S2O4 4.35g(0.025mol)に超純水75cm3を加えて混合した(この時のpHは約12.5)。この水分散液にFeSO4・7H2O 6.95g(0.025mol)を添加し、混合した。得られた混合液をオートクレーブに投入し、150℃で16hr水熱反応を行った。反応液をろ過後、凍結乾燥した。凍結乾燥(約12時間)してLi2FeSiO4粉末4.2gを得た。
LiOH・H2O 4.20g(0.1mol)、非晶質シリカ1.50g(0.025mol)、シュウ酸鉄(FeC2O4・2H2O)5.00g(0.025mol)に超純水75cm3を加えて混合した(この時のpHは約12)。得られた混合液をオートクレーブに投入し、140℃で48hr水熱反応を行った。反応液をろ過後、凍結乾燥した。凍結乾燥(約12時間)してLi2FeSiO4粉末4.2gを得た。
参考例1で得たLi2FeSiO4粉末3.34g、ケッチェンブラック0.19g、グルコース0.45gに水10gを添加した。得られた分散液を、容量400cm3のボールミル粉砕機に投入し、これにジルコニアボール(φ5mm)を320g入れ、60回転/分の条件で12時間混合した。得られた混合物を、80℃で真空乾燥し、還元雰囲気条件下600℃で1時間焼成を行った。
参考例1で得たLi2FeSiO4粉末3.34gおよびグルコース0.9gを、容量400cm3のボールミル粉砕機に投入し、これにジルコニアボール(φ5mm)を320g入れ、60回転/分の条件で12時間混合した。得られた混合物を、還元雰囲気条件下600℃で1時間焼成を行った。
参考例1で得たLi2FeSiO4粉末3.34g、ケッチェンブラック0.38gに水10gを添加した。得られた分散液を、容量400cm3のボールミル粉砕機に投入し、これにジルコニアボール(φ5mm)を320g入れ、60回転/分の条件で12時間混合した。得られた混合物を、80℃で真空乾燥し、還元雰囲気条件下600℃で1時間焼成を行った。
実施例1で得られた焼成物のX線回折を行った。得られたX線回折図を図1に示す。図1から、実施例1で得られた粉末はLi2FeSiO4の単一相であり、高純度であることがわかる。
実施例1及び比較例1、2で得られた焼成物を用い、リチウムイオン二次電池の正極を作製した。実施例1及び比較例1、2で得られた焼成物、ケッチェンブラック(導電剤)、ポリフッ化ビニリデン(粘結剤)を重量比75:15:10の配合割合で混合し、これにN−メチル−2−ピロリドンを加えて充分混練し、正極スラリーを調製した。正極スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔からなる集電体に塗工機を用いて塗布し、80℃で12時間の真空乾燥を行った。その後、φ14mmの円盤状に打ち抜いてハンドプレスを用いて16MPaで2分間プレスし、正極とした。
次いで、上記の正極を用いてコイン型リチウムイオン二次電池を構築した。負極には、φ15mmに打ち抜いたリチウム箔を用いた。電解液には、エチレンカーボネート及びエチルメチルカーボネートを体積比1:1の割合で混合した混合溶媒に、LIPF6を1mol/lの濃度で溶解したものを用いた。セパレータには、ポリプロピレンなどの高分子多孔フィルムなど、公知のものを用いた。これらの電池部品を露点が−50℃以下の雰囲気で常法により組み込み収容し、コイン型リチウム二次電池(CR−2032)を製造した。
製造したリチウムイオン二次電池を用いて定電流密度での充放電を4サイクル行った。このときの充電条件は電流0.1CA(33mA/g)、電圧4.5Vの定電流定電圧充電とし、放電条件は電流0.1CA、終止電圧1.5Vの定電流放電とした。温度は全て30℃とした。
得られた放電容量を表1に示す。
表1より、本発明の正極材料を用いたリチウムイオン電池は、炭素量が少ないにもかかわらず優れた電池特性を有することがわかる。
グルコースとケッチェンブラック(KB)との比率を変更する以外は実施例1と同様にして得られたLi2FeSiO4粉末を用い、試験例2と同様にして得られたリチウムイオン電池の放電容量を表2に示す。
Claims (9)
- ケイ酸鉄リチウム微粒子、導電性炭素材料、溶媒可溶性有機化合物及び溶媒を含有する分散液を、ボールミルを用いて混合し、乾燥後焼成することを特徴とするリチウムイオン電池用正極活物質の製造法。
- 導電性炭素材料が、カーボンブラックである請求項1記載の製造法。
- 溶媒可溶性有機化合物が、水溶性アルコール性有機化合物、及び水溶性脂肪酸から選ばれる化合物である請求項1又は2記載の製造法。
- 導電性炭素材料がカーボンブラックであり、溶媒可溶性有機化合物が水溶性アルコール性有機化合物であり、溶媒が水である請求項1〜3のいずれか1項記載の製造法。
- 導電性炭素材料と溶媒可溶性有機化合物の質量比が1:10〜10:1である請求項1〜4のいずれか1項記載の製造法。
- 導電性炭素材料及び溶媒可溶性有機化合物の合計量が、ケイ酸鉄リチウム微粒子100質量部に対し0.1〜20質量部である請求項1〜5のいずれか1項記載の製造法。
- ケイ酸鉄リチウム微粒子が、ケイ酸源、鉄源及びリチウム源の混合物を水熱反応させて得られるものである請求項1〜6のいずれか1項記載の製造法。
- 焼成条件が不活性ガス雰囲気下又は還元条件下に400℃以上で10分〜3時間である請求項1〜7のいずれか1項記載の製造法。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の製造法により得られた正極活物質を含む正極を有するリチウムイオン電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011139047A JP5709134B2 (ja) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | リチウムイオン電池用正極活物質の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011139047A JP5709134B2 (ja) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | リチウムイオン電池用正極活物質の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013008483A true JP2013008483A (ja) | 2013-01-10 |
JP5709134B2 JP5709134B2 (ja) | 2015-04-30 |
Family
ID=47675686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011139047A Expired - Fee Related JP5709134B2 (ja) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | リチウムイオン電池用正極活物質の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5709134B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103985867A (zh) * | 2014-05-19 | 2014-08-13 | 电子科技大学 | 一种制备碳包覆硅酸铁锂复合材料的方法 |
JP2014154317A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Toshiba Corp | 電極、非水電解質電池及び電池パック |
CN104425819B (zh) * | 2013-09-09 | 2016-06-29 | 国家纳米科学中心 | 一种用作锂离子电池正极材料的硅酸铁锂的制备方法 |
CN108910901A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-11-30 | 宁夏大学 | 一种高纯硅酸铁锂的制备方法 |
CN111446435A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-24 | 何家均 | 一种碳包覆硅酸亚铁锂的锂离子电池正极材料及其制法 |
CN112259716A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-22 | 安徽益佳通电池有限公司 | 一种高比容量碳包覆硅酸铁锂材料及其制备方法 |
CN115472811A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-12-13 | 宜宾锂宝新材料有限公司 | 一种正极材料前驱体、正极材料及其制备方法与电池 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170401A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-30 | Gs Yuasa Corporation | 非水電解質二次電池 |
JP2009302044A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-12-24 | Tokyo Institute Of Technology | 無機物粒子の製造方法、及びそれを用いた二次電池正極並びに二次電池 |
WO2010089931A1 (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | リチウムシリケート系化合物の製造方法 |
WO2010130684A1 (de) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Süd-Chemie AG | Verbundmaterial enthaltend ein gemischtes lithium-metalloxid |
WO2011032264A1 (fr) * | 2009-09-15 | 2011-03-24 | HYDRO-QUéBEC | Matériau constitue de particules composites d'oxyde, procédé pour sa préparation, et son utilisation comme matière active d' électrode |
WO2011162348A1 (ja) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | 旭硝子株式会社 | ケイ酸化合物、二次電池用正極、および二次電池の製造方法 |
WO2012057341A1 (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-03 | 旭硝子株式会社 | ケイ酸化合物、二次電池用正極、二次電池、およびそれらの製造方法 |
WO2012067250A1 (ja) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | 旭硝子株式会社 | ケイ酸化合物、二次電池用正極、二次電池、およびそれらの製造方法 |
WO2012086722A1 (ja) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | 旭硝子株式会社 | ケイ酸-バナジン酸化合物、二次電池用正極、および二次電池の製造方法 |
WO2012133584A1 (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 旭硝子株式会社 | 二次電池用正極活物質、二次電池用正極、および二次電池の製造方法 |
-
2011
- 2011-06-23 JP JP2011139047A patent/JP5709134B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170401A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-30 | Gs Yuasa Corporation | 非水電解質二次電池 |
JP2009302044A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-12-24 | Tokyo Institute Of Technology | 無機物粒子の製造方法、及びそれを用いた二次電池正極並びに二次電池 |
WO2010089931A1 (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | リチウムシリケート系化合物の製造方法 |
WO2010130684A1 (de) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Süd-Chemie AG | Verbundmaterial enthaltend ein gemischtes lithium-metalloxid |
WO2011032264A1 (fr) * | 2009-09-15 | 2011-03-24 | HYDRO-QUéBEC | Matériau constitue de particules composites d'oxyde, procédé pour sa préparation, et son utilisation comme matière active d' électrode |
WO2011162348A1 (ja) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | 旭硝子株式会社 | ケイ酸化合物、二次電池用正極、および二次電池の製造方法 |
WO2012057341A1 (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-03 | 旭硝子株式会社 | ケイ酸化合物、二次電池用正極、二次電池、およびそれらの製造方法 |
WO2012067250A1 (ja) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | 旭硝子株式会社 | ケイ酸化合物、二次電池用正極、二次電池、およびそれらの製造方法 |
WO2012086722A1 (ja) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | 旭硝子株式会社 | ケイ酸-バナジン酸化合物、二次電池用正極、および二次電池の製造方法 |
WO2012133584A1 (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 旭硝子株式会社 | 二次電池用正極活物質、二次電池用正極、および二次電池の製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6014050859; Z. L. Gong et al.: 'Nanostructured Li2FeSiO4 Electrode Material Synthesized through Hydrothermal-Assisted Sol-Gel Proces' Electrochemical and Solid-State Letters Volume 11、Issue 5, 20080220, pp.A60-A63, The Electrochemical Society * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014154317A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Toshiba Corp | 電極、非水電解質電池及び電池パック |
CN104425819B (zh) * | 2013-09-09 | 2016-06-29 | 国家纳米科学中心 | 一种用作锂离子电池正极材料的硅酸铁锂的制备方法 |
CN103985867A (zh) * | 2014-05-19 | 2014-08-13 | 电子科技大学 | 一种制备碳包覆硅酸铁锂复合材料的方法 |
CN108910901A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-11-30 | 宁夏大学 | 一种高纯硅酸铁锂的制备方法 |
CN108910901B (zh) * | 2018-09-06 | 2019-11-19 | 宁夏大学 | 一种高纯硅酸铁锂的制备方法 |
CN111446435A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-24 | 何家均 | 一种碳包覆硅酸亚铁锂的锂离子电池正极材料及其制法 |
CN111446435B (zh) * | 2020-04-24 | 2021-04-09 | 商丘工学院 | 一种碳包覆硅酸亚铁锂的锂离子电池正极材料及其制法 |
CN112259716A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-22 | 安徽益佳通电池有限公司 | 一种高比容量碳包覆硅酸铁锂材料及其制备方法 |
CN115472811A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-12-13 | 宜宾锂宝新材料有限公司 | 一种正极材料前驱体、正极材料及其制备方法与电池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5709134B2 (ja) | 2015-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5901019B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質の製造法 | |
JP5709134B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質の製造法 | |
JP5804419B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質及びリチウムイオン電池 | |
JP2012193088A (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質の製造法 | |
JP5531298B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質の製造法 | |
JP5478693B2 (ja) | 二次電池用正極活物質及びその製造方法 | |
JP5509423B2 (ja) | ジルコニウム含有オリビン型シリケート化合物の製造方法、及び二次電池用正極活物質の製造方法 | |
JP5842792B2 (ja) | 二次電池正極活物質前駆体の製造方法 | |
JP5927449B2 (ja) | 二次電池用正極及びそれを用いた二次電池 | |
JP5531304B2 (ja) | 二次電池用正極活物質の製造方法 | |
JP2014007090A (ja) | 二次電池正極活物質の製造方法 | |
JP5611167B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質及びその製造方法 | |
JP5765810B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質及びその製造法 | |
JP5836254B2 (ja) | 導電性複合粒子、正極活物質及びそれを用いた二次電池 | |
JP5649068B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質及びその製造法 | |
JP5744827B2 (ja) | 二次電池正極活物質の製造方法 | |
JP5754808B2 (ja) | 二次電池用正極活物質及びその製造方法 | |
JP5649067B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質及びその製造法 | |
JP5759968B2 (ja) | オリビン型シリケート化合物の製造法、及び二次電池正極活物質の製造法 | |
JP5822197B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法 | |
JP5557220B2 (ja) | 二次電池用正極材料の製造方法 | |
JP5649069B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質及びその製造法 | |
JP5886923B1 (ja) | 非晶質構造を有するケイ酸リチウム化合物の製造方法 | |
JP5665788B2 (ja) | 二次電池用正極活物質前駆体の製造方法 | |
JP5825573B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質及びその製造法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140620 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20140620 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140625 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20140805 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150113 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5709134 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |