JP2015065007A - リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極、およびリチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極、およびリチウムイオン二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015065007A JP2015065007A JP2013197902A JP2013197902A JP2015065007A JP 2015065007 A JP2015065007 A JP 2015065007A JP 2013197902 A JP2013197902 A JP 2013197902A JP 2013197902 A JP2013197902 A JP 2013197902A JP 2015065007 A JP2015065007 A JP 2015065007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- active material
- electrode active
- lithium ion
- ion secondary
- 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
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
Abstract
Description
また、被覆方法は湿式法であり、リチウム含有複合酸化物を被覆処理した後、洗浄工程や焼成工程を必要としていた。そのため、製造工程および製造コストの低減が困難であった。
また、上記電池特性に優れたリチウムイオン二次電池用正極活物質を、簡便かつ低コストで製造する方法を提供することを目的とする。
本活物質は、リチウム含有複合酸化物の表面の少なくとも一部に、ハロゲン置換金属酸化物が担持してなる。
正極活物質の表面または断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することにより、リチウム含有複合酸化物の表面に組成の異なる材料が担持されていることがわかる。また、正極活物質の表面または断面を、X線マイクロアナライザー(EPMA)で元素分析することにより、表面に存在している材料の元素がわかる。このとき、正極活物質の断面をEPMAにより元素マップングすれば、正極活物質の中心よりも表面にハロゲン元素が多く含まれていることがわかる。以上の元素分析から、ハロゲン元素を含む材料が、リチウム含有複合酸化物の表面にあることがわかる。なお、正極活物質の中心とは、表面からの平均距離が最大の点をいう。
本活物質の平均粒子径は、3〜30μmが好ましく、4〜25μmがより好ましく、5〜20μmが特に好ましい。平均粒子径が、上記した範囲にあれば、リチウムイオン二次電池の正極活物質として、好適に使用できる。
なお、本活物質の平均粒子径は、リチウム含有複合酸化物の表面の一部に、ハロゲン置換金属酸化物が担持している粒子の平均粒子径として算出される。ただし、ハロゲン置換金属酸化物の平均粒子径がリチウム含有複合酸化物に対して十分小さい場合には、本活物質の平均粒子径はリチウム含有複合酸化物の平均粒子径と同等とみなすことができる。
本明細書において、リチウム含有複合酸化物の平均粒子径も、活物質の平均粒子径と同じく体積基準累積50%径(平均粒子径(1))であるが、ハロゲン置換金属酸化物の平均粒子径は体積基準累積50%径ではない。ハロゲン置換金属酸化物の平均粒子径については、後述する。
本製造方法は、リチウム含有複合酸化物とハロゲン置換金属酸化物とを乾式で混合する乾式混合工程を有することが好ましい。乾式混合工程により、リチウム含有複合酸化物の表面にハロゲン置換金属酸化物を効率よく担持できる。さらに、乾式混合工程の前にハロゲン置換金属酸化物を得る置換工程を有することがより好ましい。なお、置換工程の詳細は後述する。
混合時間は、生産性の観点から、1〜60分が好ましく、1〜30分がより好ましい。
洗浄工程後に乾燥工程を行うことができる。これにより、洗浄液を除去できる。乾燥温度は、20〜80℃の範囲が好ましい。
リチウム含有複合酸化物は、Ni、CoおよびMnから選ばれる1種以上の遷移金属元素とLiとを含有し、該Liの含有量が、遷移金属元素の総量に対して、モル比で0.95倍以上のものである。
リチウム含有複合酸化物に含まれる、Ni、CoおよびMn以外のその他の遷移金属元素としては、Fe、Cr、W、Mo、Zr、V、Cu等が挙げられる。その他の遷移金属元素を含有する場合、前記した遷移金属元素の総量は、Ni、Co、Mnとその他の遷移金属元素の合計量である。
Liの含有量は、遷移金属元素の総量に対して、モル比で、0.96〜1.08倍が好ましい。
Lia(NixMnyCoz)MebO2…………(1)
式(1)中、MeはNi、CoおよびMn以外の遷移金属元素を示す。また、0.95≦a≦1.1、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、0≦b≦0.3、0.90≦x+y+z+b≦1.05である。
さらに、Liのモル量が遷移金属元素の総モル量に対して0.95倍以上であることから、0.95≦a/(x+y+z+b)が成り立つ。
式(1)におけるxは、このリチウム含有複合酸化物を有するリチウムイオン二次電池の放電容量を高くする観点から、0.2≦x≦0.9が好ましく、0.3≦x≦0.8がより好ましい。
式(1)におけるyは、このリチウム含有複合酸化物を有するリチウムイオン二次電池の放電容量を高くする観点から、0≦y≦0.7が好ましく、0.1≦y≦0.6がより好ましい。
式(1)におけるzは、このリチウム含有複合酸化物を有するリチウムイオン二次電池のサイクル特性に優れる点から、0.05≦z≦1.0が好ましく、0.1≦z≦1.0がより好ましい。
式(2)において、0.1<q<0.7、0.3<u<0.85、0.1<v<0.5、0<w<0.33、2.1<p<2.7、q+u+v+w=1である。
さらに、Liのモル量が遷移金属元素の総モル量に対して0.95倍以上であることから、0.95≦(1+q)/(u+v+w)が成り立つ。
式(2)におけるuは、このリチウム含有複合酸化物を有するリチウムイオン二次電池の放電容量を高くする観点から、0.15≦u≦0.5が好ましく、0.2≦u≦0.5がより好ましい。
式(2)におけるwは、このリチウム含有複合酸化物を有するリチウムイオン二次電池のサイクル特性に優れる点から、0<w≦0.3が好ましく、0<w≦0.28がより好ましい。
式(2)におけるvは、このリチウム含有複合酸化物を有するリチウムイオン二次電池の放電容量を高くする観点から、0.4≦v≦0.77が好ましく、0.4≦v≦0.72がより好ましい。
Li(Li0.16Ni0.17Co0.08Mn0.59)O2、Li(Li0.17Ni0.17Co0.17Mn0.49)O2、Li(Li0.17Ni0.21Co0.08Mn0.54)O2、Li(Li0.17Ni0.14Co0.14Mn0.55)O2、Li(Li0.18Ni0.12Co0.12Mn0.58)O2、Li(Li0.18Ni0.16Co0.12Mn0.54)O2、Li(Li0.20Ni0.12Co0.08Mn0.60)O2、Li(Li0.20Ni0.16Co0.08Mn0.56)O2、Li(Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54)O2、Li(Li0.45Ni0.20Co0.15Mn0.65)O2等が挙げられる。Li(Li0.20Ni0.12Co0.08Mn0.60)O2、Li(Li0.45Ni0.20Co0.15Mn0.65)O2が特に好ましい。
リチウム含有複合酸化物の製造方法は、遷移金属元素を含み共沈法により得られた化合物とリチウム化合物とを混合して焼成する方法、水熱合成法、ゾルゲル法、乾式混合法(固相法)、イオン交換法、ガラス結晶化法等を適宜用いることができる。
また、炭酸塩共沈法とは、反応溶液中に、遷移金属塩水溶液と炭酸イオン源を含む水溶液とを添加し、混合し、混合液中で遷移金属を含有する炭酸化合物を生成する方法である。炭酸塩共沈法で得られた炭酸化合物を使用すると、多孔質で比表面積が高い活物質が得られるため好ましい。
本活物質において、リチウム含有複合酸化物の表面に担持されているハロゲン置換金属酸化物は、金属酸化物の一部のOがハロゲン元素に置換された金属酸化物である。
図5の破線のスペクトルは、CeO2のスペクトルである。
図5の実線のスペクトルは、CeO2の一部のOをFに置換した処理をした後のCeO2のスペクトルである。Fに置換する方法は後述する。
図5には、金属酸化物(CeO2)の(111)面に対応したピーク(2θ=28〜29°)と(220)面に対応したピーク(2θ=47〜48°)が見られる。また、金属ハロゲン化物(CeF3)の(111)面に対応したピーク(2θ=27〜28°)と(113)面に対応したピーク(2θ=45〜46°)が見られる。さらに、金属ハロゲン化物(CeF4)の(220)面に対応したピーク(2θ=24〜25°)と(021)面に対応したピーク(2θ=21〜22°)が見られる。
本発明において、置換割合は、金属酸化物に置換できるハロゲン元素の最大の量(単位:質量)に対する、ハロゲン置換金属酸化物中のハロゲン含有量(単位:質量)の割合である。
金属酸化物に置換できるハロゲン元素の最大の量は、金属酸化物に含まれる各金属元素の含有量(単位:モル)に各金属元素の安定な最大価数を乗じた値の合計値に、ハロゲン元素の原子量を乗じた値である。ハロゲン置換金属酸化物中のハロゲン含有量は、実施例に記載の方法で測定した値である。
ハロゲン元素の置換割合は、後述する好ましいハロゲン置換金属酸化物の製造方法において、ハロゲン置換の温度またはハロゲンガスの圧力を変えることにより調整できる。
平均粒子径(2)=6/ρ・Sw
なお、ρ(単位:g/cm3)はハロゲン置換金属酸化物の真密度である。本明細書において、真密度は、定容積膨張法により測定した値である。測定された密度は外部とつながっていない粒子内部の空間(閉細孔)を含めた粒子密度である。本活物質に使用するハロゲン置換金属酸化物は、粒子内の閉細孔の体積を無視できるため、該密度は、ハロゲン置換金属酸化物の真密度として考えることができる。Sw(単位:m2/g)はハロゲン置換金属酸化物の比表面積であり、窒素ガスを使用し、BET法により算出した値である。
ハロゲン置換金属酸化物の平均粒子径(2)が前記範囲にあれば、ハロゲン置換金属酸化物は、リチウム含有複合酸化物の表面に均一に存在できる。平均粒子径(2)は、5〜70nmがより好ましく、10〜60nmが特に好ましい。
ハロゲン置換金属酸化物の製造方法は、金属酸化物を処理して一部のOをハロゲン元素に置換(以下、ハロゲン置換と略す)する置換工程を有することが好ましい。ハロゲン置換は、ハロゲン置換金属酸化物中のハロゲン元素の置換割合を所望の範囲に調整できるため好ましい。ハロゲン置換方法は、ハロゲン元素を含むガス(以下、ハロゲン含有ガスともいう。)と金属酸化物とを接触させる乾式法、またはハロゲン元素を含む液体化合物(以下、ハロゲン含有液体ともいう。)と金属酸化物を接触させる湿式法とが挙げられる。取扱いおよびハロゲン元素の含有量の調整の容易さの観点から、ハロゲン置換方法は、ハロゲン含有ガスを使用する乾式法がより好ましい。
リチウムイオン二次電池は、正極、負極、セパレータ、および非水電解質を含有する。
正極は、本正極活物質を含む正極活物質層と、正極集電体とを有する。正極活物質層は、本正極活物質以外に導電材と、バインダとを含み、必要に応じて増粘剤等の他の成分を含んでもよい。
バインダとしては、例えば、フッ素系樹脂(ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、不飽和結合を有する重合体(スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等)、アクリル酸系重合体(アクリル酸共重合体、メタクリル酸共重合体等)等が挙げられる。バインダは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
増粘剤としては、例えば、カルボキシルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、ガゼイン、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。増粘剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
正極集電体としては、例えば、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔等が挙げられる。
負極は、負極集電体と、負極活物質含有層とを含有する。
負極集電体は、例えば、ニッケル箔、銅箔等の金属箔が挙げられる。
負極活物質は、リチウムまたはリチウムを吸蔵、放出できる物質である。
負極活物質は、リチウムまたはリチウムを吸蔵、放出できる物質である。負極活物質としては、例えば、リチウム合金、リチウム化合物、炭素材料、周期表14、15族、ルテニウム、モリブデン、タングステン、チタン等の酸化物、炭化ケイ素化合物、酸化ケイ素化合物、硫化チタン、炭化ホウ素化合物等を使用できる。
セパレータとしては、例えば、ポリエチレンとポリプロピレンを代表とする微多孔性ポリオレフィンフイルム、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなるフィルムが挙げられる。
非水電解質としては、非水電解液、無機固体電解質、電解質塩を混合または溶解させた固体状またはゲル状の高分子電解質などが挙げられる。
前記非水電解液としては、有機溶媒と電解質塩とを適宜組み合わせて調製したものが挙げられる。
固体状の高分子電解質としては、電解質塩と該電解質塩を溶解する高分子化合物を含む電解質が挙げられる。電解質塩を溶解する高分子化合物としては、エーテル系高分子化合物(ポリ(エチレンオキサイド)、ポリ(エチレンオキサイド)の架橋体等。)、ポリ(メタクリレート)エステル系高分子化合物、アクリレート系高分子化合物等が挙げられる。
(例1)
ハロゲン置換金属酸化物の原料となる金属酸化物として、粒子状のTiO2(シーアイ化成株式会社製、平均粒子径(2)36nm、比表面積45m2/g)を用いた。また、リチウム含有複合酸化物として、LiCoO2(AGCセイミケミカル株式会社製、平均粒子径(1)12μm)を用いた。
表1に示すように、フッ素化置換の温度を140℃に変えた以外は例1と同様にして、正極活物質(2)を得た。
表1に示すように、金属酸化物として粒子状のCeO2(シーアイ化成株式会社製、平均一次粒子径(2)14nm、比表面積60m2/g)を使用し、かつフッ素置換の温度を140℃に変えた以外は例1と同様にして、正極活物質(3)を得た。
表1に示すように、金属酸化物として粒子状のZnO(シーアイ化成株式会社製、平均粒子径(2)34nm、比表面積30m2/g)を使用し、フッ素置換の温度を140℃に変えた以外は例1と同様にして、正極活物質(4)を得た。
表1に示すように、リチウム含有複合酸化物として、式:LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2で表されるリチウム含有複合酸化物(AGCセイミケミカル株式会社製、平均粒子径(1)6μm)を用いた以外は、例2と同様にして、正極活物質(5)を得た。
表1に示すように、リチウム含有複合酸化物として、式:LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2で表されるリチウム含有複合酸化物(AGCセイミケミカル株式会社製、平均粒子径(1)6μm)を用いた以外は、例3と同様にして、正極活物質(6)を得た。
表1に示すように、LiCoO2(AGCセイミケミカル株式会社製、平均粒子径(1)12μm)を、フッ素置換を行うことなくそのまま正極活物質(7)として用いた。
表1に示すように、金属酸化物としてTiO2(シーアイ化成株式会社製、平均粒子径(2)36nm、比表面積45m2/g)を使用し、フッ素置換を行わなかった。それ以外は例1と同様にして、正極材活物質(8)を得た。
表1に示すように、金属酸化物としてCeO2(シーアイ化成株式会社製、平均粒子径(2)14nm、比表面積60m2/g)を使用し、フッ素置換を行わなかった。それ以外は例3と同様にして、正極材活物質(9)を得た。
表1に示すように、フッ素置換された粒子状のCeO2の代わりにフッ化物であるCeF3を使用した。それ以外は例1と同様にして、正極材活物質(10)を得た。
表1に示すように、リチウム含有複合酸化物であるLiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(AGCセイミケミカル株式会社製、平均粒子径(1)6μm)を、フッ素置換を行うことなくそのまま正極活物質(11)として用いた。
こうして得られた正極活物質(1)〜(11)の中で、正極活物質(2)、正極活物質(3)および正極活物質(7)のそれぞれの表面をSEM(HITACHI社製、装置名:S−4300)を用いて観察した。
図1は正極活物質(2)の、図2および3は正極活物質(3)の、図4は正極活物質(7)のSEM写真である。また、図3(a)は、正極活物質(3)の表面および断面のSEM写真であり、図3(b)は図3(a)の一部を拡大したSEM写真である。
図2のSEM写真から、正極活物質(3)では、LiCoO2の二次粒子に粒子表面の凹凸が見られ、また粒界が確認されるが、図4で見られる粒界に比べて明確でない。そして、図3(a)と図3(b)のSEM写真から、正極活物質(3)のLiCoO2の断面を見ると、LiCoO2粒子の表面にのみ化合物が担持されていることが分かる。
図4のSEM写真から、正極活物質(7)では、LiCoO2の二次粒子の粒子表面に凹凸が見られず、また粒界が確認される。
例3で使用したハロゲン置換金属酸化物のXRDスペクトルをX線回折装置(RIGAKU社製、装置名:SmartLab)により測定し、結晶構造の解析により成分の同定を行った。なお、例3に使用したハロゲン置換金属酸化物は、フッ素置換された粒子状のCeO2(以下、フッ素置換CeO2という)である。XRD測定の結果得られたスペクトルを、図5に示す。図5では、CeO2のXRDスペクトルを比較のために示した。
図5の実線のスペクトルから、CeO2の結晶構造が維持されつつ結晶構造内へのFの導入が十分になされ、その結果、CeO2の一部のOがFに置換され金属フッ化物が形成されていることがわかる。
例1および例2で使用したフッ素置換TiO2、例3で使用したフッ素置換CeO2について、フッ素含有量を測定した。また、BET法による比表面積の測定を、比表面積測定装置(マウンテック社製、装置名:HM model−1208)を用いて行った。結果を表2に示す。
なお、金属酸化物に置換できるFの最大の量は、金属酸化物の質量から金属のモル量を算出し、該モル量に金属の安定な最大価数とFの原子量を乗じた値とした。
正極活物質(1)〜(11)を2.05gと、アセチレンブラック(電気化学工業株式会社製、商品名:デンカブラック、)0.25gと、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)2.07gをN−メチルピロリドン(NMP)に溶かした溶液と、NMP4.02gとを、自転・公転ミキサー(Thinky社製、装置名:あわとり練太郎ARE−310)を用いて混合し、それぞれの正極活物質を含有するスラリを調製した。次いで、このスラリを、厚さ20μmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面に塗布して、正極電極シートを作製した。この正極電極シートを、40μmのギャップを有するロールプレスに2回かけて圧延した後、直径18mmの円形に打ち抜き、次いで180℃で真空乾燥させて正極とした。
Arグローブボックス内で、ステンレス鋼製簡易密閉セル型の電池評価セルに、前記で得られた正極と、セパレータ(Celgard社製、商品名:#2500)、および金属リチウム箔を含む負極とを、この順に積層した。次いで、ジエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒(容積比1:1)に、濃度が1モル/dm3になるようにLiPF6を溶解させた電解液を入れ、リチウムイオン二次電池を組み立てた。なお、負極集電体としては、平均厚1mmのステンレス鋼板を使用し、この負極集電体上に平均厚300μmの金属リチウム箔を形成して負極とした。また、セパレータの平均厚さは50μm(25μm×2枚)であった。
得られたリチウムイオン二次電池について、定電流・定電圧モードにおいて、正極活物質1gにつき37.5mAの負荷電流で4.3Vまで充電した後、定電流モードにおいて、正極活物質1gにつき37.5mA(0.25C)の負荷電流で2.75Vまで放電させた。
次に、レート特性を調べるに当たり、上記の充電条件を固定して、定電流モードにおいて正極活物質1gにつき225mA(1.5C)、450mA(3C)、900mA(9C)の順に行い、2.75Vまで放電させた。そして、正極活物質1gにつき900mA負荷電流における放電容量と平均放電圧を測定した。これらの測定結果を、表3および表4に示す。
なお、リチウム含有複合酸化物としてLiCoO2を用いた正極活物質(1)〜(4)および正極活物質(7)〜(10)を有する電池についての測定結果を、表3に示す。また、リチウム含有複合酸化物としてLiNi0.5Co0.2Mn0.3O2を用いた正極活物質(5)、(6)および正極活物質(11)を有する電池についての測定結果を、表4に示す。
なお、50サイクル後の容量維持率(%)は、50回目の4.5V充電における放電容量の、1回目の4.5V充電における放電容量に対する割合(%)である。また、50サイクル後の電圧維持率(%)は、50回目の4.5V充電における平均放電圧の、1回目の4.5V充電における平均放電圧に対する割合(%)である。
LiCoO2の表面にハロゲン置換金属酸化物が担持されている正極活物質(1)〜(4)を有するリチウムイオン二次電池は、正極活物質(7)〜(9)を有するリチウムイオン二次電池に比べて、50サイクル後の容量維持率が高い。正極活物質(7)は、LiCoO2そのものであり、正極活物質(8)および(9)はLiCoO2の表面にハロゲン元素を含有しない金属酸化物が担持されている正極活物質である。すなわち、本発明の正極活物質を有するリチウムイオン二次電池は、サイクル特性に優れている。
Claims (17)
- Ni、CoおよびMnから選ばれる1種以上の遷移金属元素とLiとを含有し、前記Liの含有量が遷移金属元素の含有量の合計に対してモル比で0.95倍以上であるリチウム含有複合酸化物と、該リチウム含有複合酸化物の表面の少なくとも一部に担持された金属酸化物とを有し、該金属酸化物は一部のOがハロゲン元素に置換されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極活物質。
- 前記ハロゲン元素はFである、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質。
- 前記ハロゲン元素の置換割合は、0.05〜90%である、請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質。
- 一部のOがハロゲン元素に置換されている金属酸化物を、リチウム含有複合酸化物に対する質量割合で0.01〜10%含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質。
- 前記金属酸化物は、遷移金属の酸化物、希土類元素の酸化物、炭素族元素の酸化物、ホウ素族元素の酸化物、アルカリ土類元素の酸化物、アルカリ元素の酸化物、および複合金属酸化物からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質。
- 前記金属酸化物は、Ti、Ce、La,Y、V、Nb、Ta、W、Zr、Zn、Si、Al、Mg、LiおよびKからなる群から選ばれる1種以上の金属元素を含む酸化物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質。
- 前記金属酸化物は粒子状であり、平均粒子径が1〜100nmである、請求項1〜6のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質。
- 前記金属酸化物は、比表面積が1〜100m2/gである、請求項1〜7のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質。
- 前記リチウム含有複合酸化物は、下記式(1)で表わされる化合物である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質。
Lia(NixMnyCoz)MebO2…………(1)
(ただし、式(1)中、MeはNi、MnおよびCo以外の遷移金属元素であり、0.95≦a≦1.1、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、0≦b≦0.3、0.90≦x+y+z+b≦1.05である。) - Ni、CoおよびMnから選ばれる1種以上の遷移金属元素と、Liとを含有し、前記Liの含有量が遷移金属元素の含有量の合計に対してモル比で0.95倍以上であるリチウム含有複合酸化物と、一部のOがハロゲン元素に置換されている金属酸化物とを乾式で混合する乾式混合工程を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
- 金属酸化物の一部のOをハロゲン元素に置換してハロゲン置換金属酸化物を得る置換工程を有する、請求項10に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
- 前記置換工程において、ハロゲン元素を含むガスと金属酸化物とを接触させて、金属酸化物の一部のOをハロゲン元素に置換する、請求項11に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
- 前記ハロゲン元素はFである、請求項10〜12のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
- 前記ハロゲン元素を含むガスが、HF、F2、ClF3、IF5、BF3、NF3、PF5、SiF4、およびSF6から選ばれる1種以上を含むガスである、請求項12に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
- 前記乾式混合工程において、前記リチウム含有複合酸化物に対する前記一部のOがハロゲン元素に置換されている金属酸化物の混合比が、質量比で0.01〜10%である、請求項10〜14のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
- 導電材、バインダ、および請求項1〜9のいずれか1項に記載の正極活物質を含有する正極活物質層を正極集電体上に有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極。
- 負極、セパレータ、非水電解質、および請求項16に記載の正極を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013197902A JP6371508B2 (ja) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極、およびリチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013197902A JP6371508B2 (ja) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極、およびリチウムイオン二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015065007A true JP2015065007A (ja) | 2015-04-09 |
JP6371508B2 JP6371508B2 (ja) | 2018-08-08 |
Family
ID=52832746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013197902A Active JP6371508B2 (ja) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極、およびリチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6371508B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019035418A1 (ja) * | 2017-08-14 | 2019-02-21 | 三井金属鉱業株式会社 | 全固体型リチウム二次電池用正極活物質 |
JP2019102321A (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-24 | トヨタ自動車株式会社 | 硫化物固体電解質二次電池 |
JP2020534649A (ja) * | 2017-11-24 | 2020-11-26 | エルジー・ケム・リミテッド | リチウム二次電池用正極材及びその製造方法 |
CN114171711A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-11 | 西南民族大学 | 水系锌离子电池的电极制备方法、电极与电池 |
US11955631B2 (en) | 2018-10-04 | 2024-04-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composite cathode active material, cathode and lithium battery each containing composite cathode active material, and method of preparing composite cathode active material |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003221234A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-08-05 | Nippon Chem Ind Co Ltd | リチウムコバルト系複合酸化物、その製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池 |
JP2004192896A (ja) * | 2002-12-10 | 2004-07-08 | Sony Corp | 正極活物質及びその製造方法、並びに非水電解質二次電池 |
JP2009218198A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-09-24 | Tdk Corp | 活物質及び電極の製造方法、活物質及び電極 |
JP2010086922A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Toda Kogyo Corp | リチウム複合化合物粒子粉末及びその製造方法、非水電解質二次電池 |
JP2011519142A (ja) * | 2008-11-10 | 2011-06-30 | デジョン イーエム カンパニー リミテッド | リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法、これを含むリチウム二次電池の正極、及びリチウム二次電池 |
JP2011187193A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Hitachi Ltd | リチウム二次電池用正極材料、リチウム二次電池及びそれを用いた二次電池モジュール |
JP2013206553A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Tdk Corp | 正極活物質、及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 |
WO2015026080A1 (ko) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | 주식회사 엘지화학 | 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지와 이의 제조방법 |
-
2013
- 2013-09-25 JP JP2013197902A patent/JP6371508B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003221234A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-08-05 | Nippon Chem Ind Co Ltd | リチウムコバルト系複合酸化物、その製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池 |
JP2004192896A (ja) * | 2002-12-10 | 2004-07-08 | Sony Corp | 正極活物質及びその製造方法、並びに非水電解質二次電池 |
JP2009218198A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-09-24 | Tdk Corp | 活物質及び電極の製造方法、活物質及び電極 |
JP2010086922A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Toda Kogyo Corp | リチウム複合化合物粒子粉末及びその製造方法、非水電解質二次電池 |
JP2011519142A (ja) * | 2008-11-10 | 2011-06-30 | デジョン イーエム カンパニー リミテッド | リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法、これを含むリチウム二次電池の正極、及びリチウム二次電池 |
JP2011187193A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Hitachi Ltd | リチウム二次電池用正極材料、リチウム二次電池及びそれを用いた二次電池モジュール |
JP2013206553A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Tdk Corp | 正極活物質、及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 |
WO2015026080A1 (ko) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | 주식회사 엘지화학 | 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지와 이의 제조방법 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019035418A1 (ja) * | 2017-08-14 | 2019-02-21 | 三井金属鉱業株式会社 | 全固体型リチウム二次電池用正極活物質 |
JPWO2019035418A1 (ja) * | 2017-08-14 | 2019-12-19 | 三井金属鉱業株式会社 | 全固体型リチウム二次電池用正極活物質 |
US11824188B2 (en) | 2017-08-14 | 2023-11-21 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Positive electrode active material for all-solid-state lithium secondary batteries |
JP2020534649A (ja) * | 2017-11-24 | 2020-11-26 | エルジー・ケム・リミテッド | リチウム二次電池用正極材及びその製造方法 |
JP2019102321A (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-24 | トヨタ自動車株式会社 | 硫化物固体電解質二次電池 |
US11955631B2 (en) | 2018-10-04 | 2024-04-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composite cathode active material, cathode and lithium battery each containing composite cathode active material, and method of preparing composite cathode active material |
CN114171711A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-11 | 西南民族大学 | 水系锌离子电池的电极制备方法、电极与电池 |
CN114171711B (zh) * | 2021-11-12 | 2023-10-31 | 西南民族大学 | 水系锌离子电池的电极制备方法、电极与电池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6371508B2 (ja) | 2018-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6975919B2 (ja) | 正極活物質、および、電池 | |
JP2019091719A (ja) | 正極活物質 | |
JP6607670B2 (ja) | 正極活物質、その製造方法、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池 | |
JPWO2017047015A1 (ja) | 電池 | |
JPWO2014192759A1 (ja) | 正極活物質 | |
JP6408463B2 (ja) | 正極材料、及びその製造方法 | |
JP6663172B2 (ja) | 正極活物質、その製造方法、正極およびリチウムイオン二次電池 | |
JP6371508B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極、およびリチウムイオン二次電池 | |
JP6200529B2 (ja) | 二次電池用負極活物質の製造方法 | |
WO2013018638A1 (ja) | 表面フッ素化b型酸化チタン粉末を含むリチウムイオン電池用負極材料とその製造方法、およびそれを用いたリチウムイオン電池 | |
JPWO2018220882A1 (ja) | 正極活物質、および、電池 | |
JPWO2017082314A1 (ja) | 正極活物質の製造方法、正極活物質、正極およびリチウムイオン二次電池 | |
JP6612611B2 (ja) | 正極活物質、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池 | |
JPWO2020049803A1 (ja) | 正極活物質およびそれを備えた電池 | |
JP2020202172A (ja) | 正極活物質、および、電池 | |
JPWO2020049793A1 (ja) | 正極活物質およびそれを備えた電池 | |
JPWO2019064816A1 (ja) | 正極活物質、および、電池 | |
JP6259433B2 (ja) | 二次電池用負極活物質の製造方法 | |
JP2014222583A (ja) | 正極活物質の製造方法 | |
JP2014089848A (ja) | 正極活物質およびその製造方法 | |
JPWO2020044653A1 (ja) | 正極活物質およびそれを備えた電池 | |
JP2016081800A (ja) | 非水系二次電池用正極活性物質及びその製造方法ならびに二次電池 | |
JP6899419B2 (ja) | 正極活物質の製造方法、リチウムイオン二次電池用正極の製造方法及びリチウムイオン二次電池の製造方法 | |
KR20220101287A (ko) | 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조방법, 이로부터 형성된 리튬 이차전지용 양극 활물질, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 양극 및 리튬 이차전지 | |
JP2019192632A (ja) | マグネシウム二次電池用正極活物質及びそれを用いたマグネシウム二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160908 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170525 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170530 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20170620 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170620 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20170720 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20170724 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170720 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170915 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180228 |
|
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: 20180703 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180713 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6371508 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |