JP2014505992A5 - - Google Patents

Claims (11)

1. 複合粒子であって、
   該複合粒子のそれぞれが、コア及びシェル層を含み、
   前記コアが、Ｏ３結晶構造を有する層状リチウム金属酸化物を含むコアであって、該層状リチウム金属酸化物が、リチウムイオン電池のカソードに組み込まれ、該リチウムイオン電池が、Ｌｉ／Ｌｉ^＋に対して少なくとも４．６ボルトまで充電された後に放電される場合には、前記層状リチウム金属酸化物は３．５ボルト未満にｄＱ／ｄＶピークを示さず、
   前記コアが、前記複合粒子の原子の総モルに対して、３０〜８５モルパーセントの前記複合粒子を含み、
   前記シェル層が、前記コアを取り囲むＯ３結晶構造を有するシェル層であって、酸素欠損を有する層状リチウム金属酸化物を含む、複合粒子。
2. リチウムイオン電池用のカソードであって、
   前記カソードが、カソード組成物がその上に配置されたカレントコレクタを含み、
   該カソード組成物が、請求項１に記載の複合粒子と、少なくとも１つの導電性希釈剤と、結合剤と、を含む、カソード。
3. アノードと、セパレータと、電解質と、請求項２に記載のカソードと、を含む、リチウムイオン電池。
4. 複合粒子の製造方法であって、
   第１の金属塩を含むコア前駆体粒子を形成することと、
   第２の金属塩を含むシェル層を前記コア前駆体粒子の少なくとも一部の上に配置して、複合粒子前駆体粒子を提供することであって、前記第１及び第２の金属塩は異なるものである、ことと、
   乾燥した複合粒子前駆体粒子を提供するために、前記複合粒子前駆体粒子を乾燥させることと、
   前記乾燥した複合粒子前駆体粒子をリチウム原料と組み合わせて、粉末混合物を提供することと、
   前記粉末混合物を空気又は酸素中で焼成して複合粒子を提供することであって、該複合粒子がそれぞれ、コア及びシェル層を含み、
   前記コアが、Ｏ３結晶構造を有する層状リチウム金属酸化物を含むコアであって、該層状リチウム金属酸化物がリチウムイオン電池のカソードに組み込まれ、該リチウムイオン電池が、Ｌｉ／Ｌｉ^＋に対して少なくとも４．６ボルトまで充電された後に放電される場合には、前記層状リチウム金属酸化物は３．５ボルト未満にｄＱ／ｄＶピークを示さず、前記コアは、前記複合粒子の原子の総モルに対して、３０〜８５モルパーセントの前記複合粒子を含み、
   前記シェル層が、前記コアを取り囲むシェル層であって、Ｏ３結晶構造を有する酸素欠損を有する層状リチウム金属酸化物を含む、ことと、を含む、方法。
5. 複合粒子の製造方法であって、
   層状リチウム金属酸化物を含むコア粒子を形成することと、
   金属塩を含むシェル層を前記コア粒子の少なくとも一部の上に配置して、複合粒子前駆体粒子を提供することと、
   乾燥した複合粒子前駆体粒子を提供するために、前記複合粒子前駆体粒子を乾燥させることと、
   前記乾燥した複合粒子前駆体粒子をリチウムイオン原料と組み合わせて、粉末混合物を提供することと、
   前記粉末混合物を空気又は酸素中で焼成して複合粒子を提供することであって、該複合粒子がそれぞれ、コア及びシェル層を含み、
   前記コアが、Ｏ３結晶構造を有する層状リチウム金属酸化物を含むコアであって、該層状リチウム金属酸化物がリチウムイオン電池のカソードに組み込まれ、該リチウムイオン電池が、Ｌｉ／Ｌｉ^＋に対して少なくとも４．６ボルトまで充電された後に放電される場合には、前記層状リチウム金属酸化物は３．５ボルト未満にｄＱ／ｄＶピークを示さず、前記コアは、前記複合粒子の原子の総モルに対して、３０〜８５モルパーセントの前記複合粒子を含み、
   前記シェル層が、前記コアを取り囲むシェル層であって、Ｏ３結晶構造を有する酸素欠損を有する層状リチウム金属酸化物を含む、ことと、を含む、方法。
6. 複合粒子であって、
   該複合粒子のそれぞれが、コア及びシェル層を含み、
   前記コアが、Ｏ３結晶構造を有する層状リチウム金属酸化物を含み、Ｍｎ及びＮｉが共に前記コア中に存在する場合には、ＭｎのＮｉに対するモル比が１以下であり、
   前記シェル層が、前記コアの上に配置されるシェル層であって、Ｏ３結晶構造を有する酸素欠損を有する層状リチウム金属酸化物を含み、Ｍｎ及びＮｉが共に前記シェル層中に存在する場合には、ＭｎのＮｉに対するモル比が１を超える、複合粒子。
7. リチウムイオン電池用のカソードであって、
   前記カソードが、カソード組成物がその上に配置されたカレントコレクタを含み、
   該カソード組成物が、請求項６に記載の複合粒子と、少なくとも１つの導電性希釈剤と、結合剤と、を含む、カソード。
8. アノードと、セパレータと、電解質と、請求項７に記載のカソードと、を含む、リチウムイオン電池。
9. 複合粒子の製造方法であって、
   第１の金属塩を含むコア前駆体粒子を形成することと、
   第２の金属塩を含むシェル層を前記コア前駆体粒子の少なくとも一部の上に配置して、複合粒子前駆体粒子を提供することであって、前記第１及び第２の金属塩は異なるものである、ことと、
   乾燥した複合粒子前駆体粒子を提供するために、前記複合粒子前駆体粒子を乾燥させることと、
   前記乾燥した複合粒子前駆体粒子をリチウム原料と組み合わせて、粉末混合物を提供することと、
   前記粉末混合物を空気又は酸素中で焼成して複合粒子を提供することであって、該複合粒子がそれぞれ、コア及びシェル層を含み、
   前記コアが、Ｏ３結晶構造を有する層状リチウム金属酸化物を含むコアであって、Ｍｎ及びＮｉが共に前記コア中に存在する場合には、ＭｎのＮｉに対するモル比は１以下であり、
   前記シェル層が、前記コアの上に配置されるシェル層であって、Ｏ３結晶構造を有する酸素欠損を有する層状リチウム金属酸化物を含み、Ｍｎ及びＮｉが共に前記シェル層中に存在する場合には、ＭｎのＮｉに対するモル比が１を超える、ことと、を含む、方法。
10. 複合粒子の製造方法であって、
    層状リチウム金属酸化物を含むコア粒子を形成することと、
    金属塩を含むシェル層を前記コア粒子の少なくとも一部の上に配置して、複合粒子前駆体粒子を提供することと、
    乾燥した複合粒子前駆体粒子を提供するために、前記複合粒子前駆体粒子を乾燥させることと、
    前記乾燥した複合粒子前駆体粒子をリチウムイオン原料と組み合わせて、粉末混合物を提供することと、
    前記粉末混合物を空気又は酸素中で焼成して複合粒子を提供することであって、該複合粒子がそれぞれ、コア及びシェル層を含み、
    前記コアが、Ｏ３結晶構造を有する層状リチウム金属酸化物を含むコアであって、該層状リチウム金属酸化物がリチウムイオン電池のカソードに組み込まれ、該リチウムイオン電池が、Ｌｉ／Ｌｉ^＋に対して少なくとも４．６ボルトまで充電された後に放電される場合には、前記層状リチウム金属酸化物は３．５ボルト未満にｄＱ／ｄＶピークを示さず、前記コアは、前記複合粒子の原子の総モルに対して、３０〜８５モルパーセントの前記複合粒子を含み、
    前記シェル層が、前記コアを取り囲むシェル層であって、Ｏ３結晶構造を有する酸素欠損を有する層状リチウム金属酸化物を含む、ことと、を含む、方法。
11. 複合粒子であって、
    該複合粒子のそれぞれが、コア及びシェル層を含み、
    前記コアが、Ｌｉ［Ｎｉ_２／３Ｍｎ_１／３］Ｏ_２を含み、
    前記シェル層が、前記コアの上に配置されており、Ｌｉ［Ｌｉ_０．２Ｍｎ_０．５４Ｎｉ_０．１３Ｃｏ_０．１３］Ｏ_２及びＬｉ［Ｌｉ_０．０６Ｍｎ_{０．５２５}Ｎｉ_{０．４１５}］Ｏ_２からなる群から選択される物質を含む、複合粒子。