JP2016186933A - Positive electrode active material, positive electrode using the same, and lithium ion secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極活物質、それを用いた正極及びリチウムイオン二次電池に関するものである。 The present invention relates to a positive electrode active material, a positive electrode using the positive electrode active material, and a lithium ion secondary battery.
従来、リチウムイオン二次電池用の正極活物質としてコバルト酸リチウムやニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等が、4Vを越える起電力が得られることから広く研究が行われている。 Conventionally, lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, and the like as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery have been widely studied since an electromotive force exceeding 4 V can be obtained.
リチウムイオン二次電池用の正極活物質は、放電容量を向上する目的で充電電圧を上昇させる傾向にある。しかしながら、充電電圧を上げて放電容量を向上させると、それに伴って電池の発熱量が大きくなり、発熱により電池のサイクル特性が低下してしまう。 The positive electrode active material for a lithium ion secondary battery tends to increase the charging voltage for the purpose of improving the discharge capacity. However, when the charge voltage is increased to improve the discharge capacity, the amount of heat generated by the battery increases accordingly, and the cycle characteristics of the battery are reduced due to heat generation.
特にコバルト酸リチウムやニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等を正極活物質とした電池系は、充電電圧を上昇させた際の発熱により、十分なサイクル特性が得られておらず、特に高温環境においては顕著である。 In particular, battery systems using lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, etc. as the positive electrode active material have not obtained sufficient cycle characteristics due to heat generated when the charging voltage is raised, especially in high temperature environments. It is remarkable.
コバルト酸リチウムのサイクル特性についての先行文献として、例えば特許文献1のようにコバルト酸リチウムのコバルト及び/又はリチウムの一部を他の金属元素で置換してサイクル特性が向上することが報告されているが、改善は十分ではなく、更なるサイクル特性の向上が求められている。なお、以下では、場合により、リチウムイオン二次電池を「電池」と記す。 As a prior document on the cycle characteristics of lithium cobalt oxide, for example, as disclosed in Patent Document 1, it is reported that the cobalt characteristics of lithium cobalt oxide and / or a part of lithium are replaced with other metal elements to improve the cycle characteristics. However, the improvement is not sufficient, and further improvement in cycle characteristics is required. Hereinafter, in some cases, a lithium ion secondary battery is referred to as a “battery”.
本発明は上記従来技術の有する課題を鑑みてなされたものであり、高いサイクル特性を有する正極活物質、正極、及びリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a positive electrode active material, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery having high cycle characteristics.
上記目標を達成するために、本発明に係る正極活物質は、下記化学式(1)で表されるリチウム複合酸化物と、
熱伝導率が10W/m・K以上をもつ高熱伝導化合物と、
を含むことを特徴とする。
Lix M1y M21−y O2 ・・・(1)
[上記化学式1において、M1はNi、Co、Mnから選ばれる少なくとも一種の金属であり、M2はAl、Fe、Ti、Cr、Mg、Cu、Ga、Zn、Sn、B、V、Ca及びSrからなる群より選ばれる少なくとも1種類の金属であり、0.05≦x≦1.2、0.3≦y≦1を満たす]
In order to achieve the above goal, a positive electrode active material according to the present invention includes a lithium composite oxide represented by the following chemical formula (1):
A high thermal conductivity compound having a thermal conductivity of 10 W / m · K or more;
It is characterized by including.
Li x M1 y M2 1-y O 2 (1)
[In the above chemical formula 1, M1 is at least one metal selected from Ni, Co, and Mn, and M2 is Al, Fe, Ti, Cr, Mg, Cu, Ga, Zn, Sn, B, V, Ca, and Sr. And at least one metal selected from the group consisting of 0.05 ≦ x ≦ 1.2 and 0.3 ≦ y ≦ 1]
かかる構成によれば、10W/m・K以上の高熱伝導化合物を含むことで、充電の際に発生する熱を効率的に逃がすことが出来る為、正極の蓄熱を抑制する為正極活物質の劣化を防ぎ、サイクル特性が向上する。特に、充電電圧を4.2V付近まで上昇すると、正極活物質の結晶の転移、あるいは正極活物質の分解が起こり、それに伴って大きな発熱が起こる。かかる構成にすることで、この正極活物質の熱安定性の低下を抑制することが出来る。 According to such a configuration, since the heat generated during charging can be efficiently released by including a high thermal conductive compound of 10 W / m · K or more, the positive electrode active material is deteriorated in order to suppress the heat storage of the positive electrode. And cycle characteristics are improved. In particular, when the charging voltage is increased to around 4.2 V, crystal transition of the positive electrode active material or decomposition of the positive electrode active material occurs, and large heat generation occurs accordingly. With such a configuration, it is possible to suppress a decrease in thermal stability of the positive electrode active material.
本発明に係る正極活物質は、前記高熱伝導化合物がAlN、BN、Si3N4、TiN、ZrN、VN、Cr2N、SiC、WC、TiC、TaC、ZrC、NbC、Mo2C、Cr3C2、TiB2、ZrB2、VB2、NbB2から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。 In the positive electrode active material according to the present invention, the high thermal conductive compound is AlN, BN, Si 3 N 4 , TiN, ZrN, VN, Cr 2 N, SiC, WC, TiC, TaC, ZrC, NbC, Mo 2 C, Cr It is preferably at least one selected from 3 C 2 , TiB 2 , ZrB 2 , VB 2 and NbB 2 .
かかる構成によれば、特に高い熱伝導性を持つ化合物を含むことにより、充電の際に発生する熱を効率的に逃がすことが出来、正極の蓄熱を抑制する為正極活物質の劣化を防ぎ、サイクル特性が向上する。 According to such a configuration, by including a compound having particularly high thermal conductivity, heat generated during charging can be efficiently released, and deterioration of the positive electrode active material is prevented in order to suppress heat storage of the positive electrode, Cycle characteristics are improved.
本発明に係る正極活物質は、前記高熱伝導化合物がAlN、BN、Si3N4、TiN、ZrN、VN、NbN、Cr2Nから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。 In the positive electrode active material according to the present invention, the high thermal conductive compound is preferably at least one selected from AlN, BN, Si 3 N 4 , TiN, ZrN, VN, NbN, and Cr 2 N.
窒化物は非常に安定であり、リチウム複合酸化物と窒化物との反応が起こりにくいため、サイクル特性が向上する。 Since nitride is very stable and reaction between the lithium composite oxide and the nitride hardly occurs, cycle characteristics are improved.
本発明に係る正極活物質に用いられるリチウム複合酸化物は下記化学式(2)で表されるものが好ましい。
Lia Ni1−b M3b O2 ・・・(2)
[上記化学式1において、M3はCo、Fe、Ti、Cr、Mg、Al、Cu、Ga、Mn、Zn、Sn、B、V、Ca及びSrからなる群より選ばれる少なくとも1種類の金属であり、0.05≦a≦1.2、0≦b≦0.5を満たす]
The lithium composite oxide used for the positive electrode active material according to the present invention is preferably represented by the following chemical formula (2).
Li a Ni 1-b M3 b O 2 (2)
[In the above chemical formula 1, M3 is at least one metal selected from the group consisting of Co, Fe, Ti, Cr, Mg, Al, Cu, Ga, Mn, Zn, Sn, B, V, Ca and Sr. 0.05 ≦ a ≦ 1.2 and 0 ≦ b ≦ 0.5]
Ni比率が高いリチウム複合酸化物が含まれることにより、放電容量が向上する。 By including the lithium composite oxide having a high Ni ratio, the discharge capacity is improved.
本発明に係る正極活物質に用いられる高熱伝導化合物は、前記リチウム複合酸化物に対して0.05〜10重量%含有されていることが好ましい。 The high thermal conductive compound used in the positive electrode active material according to the present invention is preferably contained in an amount of 0.05 to 10% by weight with respect to the lithium composite oxide.
高熱伝導化合物の重量が0.05重量%より大きい場合、充電の際に発生する熱をより効率的に逃がすことが出来る為、サイクル特性が向上する。また、10重量%以下であれば、エネルギー密度の低下を防ぐことが出来る。 When the weight of the high thermal conductive compound is greater than 0.05% by weight, the heat generated during charging can be released more efficiently, so that the cycle characteristics are improved. Moreover, if it is 10 weight% or less, the fall of an energy density can be prevented.
本発明に係る正極活物質に用いられる高熱伝導化合物はリチウム複合酸化物の少なくとも一部を被覆することが好ましい。 The high thermal conductive compound used for the positive electrode active material according to the present invention preferably covers at least a part of the lithium composite oxide.
高熱伝導化合物がリチウム複合酸化物の少なくとも一部を被覆することにより、発熱源からの熱をより効率的に伝導して逃がすことが出来、正極の蓄熱を抑制する為正極活物質の劣化を防ぎ、サイクル特性が向上する。 By covering at least a part of the lithium composite oxide with the high thermal conductive compound, the heat from the heat source can be conducted and released more efficiently, and the positive electrode active material can be prevented from being deteriorated by suppressing the heat storage of the positive electrode. , Cycle characteristics are improved.
本発明に係る正極活物質に用いられる高熱伝導化合物は平均一次粒子径が10〜500nmであることが好ましい。 The high thermal conductive compound used for the positive electrode active material according to the present invention preferably has an average primary particle size of 10 to 500 nm.
高熱伝導化合物の平均一次粒子径が10nm以上であれば、熱伝導のネットワークパスを形成しやすくなり、効率的に熱を逃がすことが出来る。また、500nm以下であれば、粒子間の接触点を多くすることが出来る為、効率的に熱を逃がし、サイクル特性が向上する。 If the average primary particle diameter of the high heat conductive compound is 10 nm or more, it becomes easy to form a heat conduction network path, and heat can be efficiently released. Moreover, if it is 500 nm or less, since the contact point between particle | grains can be increased, a heat | fever is efficiently released and cycling characteristics improve.
本発明によれば、高いサイクル特性を有する正極活物質、正極およびそれを用いたリチウムイオン二次電池を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positive electrode active material which has high cycling characteristics, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery using the same can be provided.
本発明に係るリチウムイオン二次電池の好適な実施の一例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、本発明のリチウムイオン二次電池は、以下の実施形態に限定されるものではない。なお図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 An example of a preferred embodiment of a lithium ion secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the lithium ion secondary battery of the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the dimensional ratio of drawing is not restricted to the ratio of illustration.
(リチウムイオン二次電池)
本実施形態に係る電極、及びリチウムイオン二次電池について図1を参照して簡単に説明する。リチウムイオン二次電池100は、主として積層体40、積層体40を密閉した状態で収容するケース50、及び積層体40に接続された一対のリード60、62を備えている。また図示されていないが、積層体40とともに電解液をケース50に収容している。
(Lithium ion secondary battery)
An electrode and a lithium ion secondary battery according to this embodiment will be briefly described with reference to FIG. The lithium ion
積層体40は、正極20、負極30が、非水電解液を含んだセパレータ10を挟んで対向配置されたものである。正極20は、板状(膜状)の正極集電体22上に正極活物質層24が設けられたものである。負極30は、板状(膜状)の負極集電体32条に負極活物質層34が設けられたものである。正極活物質層24及び負極活物質層34がセパレータ10の両側にそれぞれ接触している。正極集電体22及び負極集電体32の端部には、それぞれリード62、60が接続されており、リード60、62の端部はケース50の外部にまで延びている。
The laminated body 40 is configured such that the
以下、正極20及び負極30を総称して電極20、30といい、正極集電体22及び負極集電体32を総称して集電体22、32といい、正極活物質層24及び負極活物質層34を総称して活物質層24、34という。
Hereinafter, the
本実施形態に係る正極活物質層は、正極活物質と正極バインダーと導電材から構成されている。 The positive electrode active material layer according to this embodiment includes a positive electrode active material, a positive electrode binder, and a conductive material.
(正極活物質)
本実施形態に係る正極活物質は、下記化学式(1)で表されるリチウム複合酸化物と、熱伝導率が10W/m・K以上をもつ高熱伝導化合物と、を含むことを特徴とする。
Lix M1y M21−y O2 ・・・(1)
[上記化学式1において、M1はNi、Co、Mnから選ばれる少なくとも一種の金属であり、M2はAl、Fe、Ti、Cr、Mg、Cu、Ga、Zn、Sn、B、V、Ca及びSrからなる群より選ばれる少なくとも1種類の金属であり、0.05≦x≦1.2、0.3≦y≦1を満たす]
(Positive electrode active material)
The positive electrode active material according to the present embodiment includes a lithium composite oxide represented by the following chemical formula (1) and a high thermal conductive compound having a thermal conductivity of 10 W / m · K or more.
Li x M1 y M2 1-y O 2 (1)
[In the above chemical formula 1, M1 is at least one metal selected from Ni, Co, and Mn, and M2 is Al, Fe, Ti, Cr, Mg, Cu, Ga, Zn, Sn, B, V, Ca, and Sr. And at least one metal selected from the group consisting of 0.05 ≦ x ≦ 1.2 and 0.3 ≦ y ≦ 1]
かかる構成によれば、10W/m・K以上の高熱伝導化合物を含むことで、充電の際に発生する熱を効率的に逃がすことが出来る為、正極の蓄熱を抑制する為正極活物質の劣化を防ぎ、サイクル特性が向上する。 According to such a configuration, since the heat generated during charging can be efficiently released by including a high thermal conductive compound of 10 W / m · K or more, the positive electrode active material is deteriorated in order to suppress the heat storage of the positive electrode. And cycle characteristics are improved.
高熱伝導化合物は、少なくとも正極活物質に含まれるリチウム複合酸化物よりも熱伝導性が高いことが好ましく、AlN、BN、Si3N4、TiN、ZrN、VN、TaN、Cr2N、SiC、WC、TiC、TaC、ZrC、NbC、Mo2C、Cr3C2、TiB2、ZrB2、VB2、NbB2から選ばれる少なくとも一種であることがより好ましい。特に高い熱伝導性を持つ化合物を含むことにより、充電の際に発生する熱を効率的に逃がすことが出来、正極の蓄熱を抑制する為正極活物質の劣化を防ぎ、サイクル特性が向上する。 The high thermal conductive compound preferably has higher thermal conductivity than at least the lithium composite oxide contained in the positive electrode active material, and AlN, BN, Si 3 N 4 , TiN, ZrN, VN, TaN, Cr 2 N, SiC, More preferably, it is at least one selected from WC, TiC, TaC, ZrC, NbC, Mo 2 C, Cr 3 C 2 , TiB 2 , ZrB 2 , VB 2 , and NbB 2 . By including a compound having a particularly high thermal conductivity, the heat generated during charging can be efficiently released, and the positive electrode active material is prevented from deteriorating because heat storage of the positive electrode is suppressed, and the cycle characteristics are improved.
高熱伝導化合物は、AlN、BN、Si3N4、TiN、ZrN、VN、NbN、Cr2Nから選ばれる少なくとも一種であることがより好ましい。窒化物は非常に安定であり、リチウム複合酸化物と窒化物との反応が起こりにくいため、サイクル特性が向上する。 The high thermal conductive compound is more preferably at least one selected from AlN, BN, Si 3 N 4 , TiN, ZrN, VN, NbN, and Cr 2 N. Since nitride is very stable and reaction between the lithium composite oxide and the nitride hardly occurs, cycle characteristics are improved.
リチウム複合酸化物は、下記化学式(2)で表されるものが好ましい。
Lia Ni1−b M3b O2 ・・・(2)
[上記化学式1において、M3はCo、Fe、Ti、Cr、Mg、Al、Cu、Ga、Mn、Zn、Sn、B、V、Ca及びSrからなる群より選ばれる少なくとも1種類の金属であり、0.05≦a≦1.2、0≦b≦0.5を満たす]
Ni比率が高いリチウム複合酸化物が含まれることにより、放電容量が向上する。
The lithium composite oxide is preferably represented by the following chemical formula (2).
Li a Ni 1-b M3 b O 2 (2)
[In the above chemical formula 1, M3 is at least one metal selected from the group consisting of Co, Fe, Ti, Cr, Mg, Al, Cu, Ga, Mn, Zn, Sn, B, V, Ca and Sr. 0.05 ≦ a ≦ 1.2 and 0 ≦ b ≦ 0.5]
By including the lithium composite oxide having a high Ni ratio, the discharge capacity is improved.
高熱伝導化合物の重量は、リチウム複合酸化物に対して0.05〜10重量%であることが好ましい。高熱伝導化合物の重量が0.05重量%より大きい場合、充電の際に発生する熱を更に効率的に逃がすことが出来る為、サイクル特性が向上する。また、10重量%以下であれば、エネルギー密度の低下を防ぐことが出来る。 The weight of the high thermal conductive compound is preferably 0.05 to 10% by weight with respect to the lithium composite oxide. When the weight of the high thermal conductive compound is larger than 0.05% by weight, the heat generated during charging can be released more efficiently, so that the cycle characteristics are improved. Moreover, if it is 10 weight% or less, the fall of an energy density can be prevented.
更に、高熱伝導化合物の重量は、0.1〜5重量%であることがより好ましい。高熱伝導化合物の重量が0.1〜5重量%である場合、上述した効果をより高めることが出来る。 Further, the weight of the high thermal conductive compound is more preferably 0.1 to 5% by weight. When the weight of the high thermal conductive compound is 0.1 to 5% by weight, the above-described effect can be further enhanced.
上述してきた通り、本実施形態に係る正極活物質は、特定のリチウム複合酸化物と、熱伝導率が10W/m・K以上をもつ高熱伝導化合物とから構成される。その形態は、特に限定されるものではないが、上記リチウム複合酸化物の粒子表面に上記高熱伝導化合物が接触していればよい。つまり上記リチウム複合酸化物と上記高熱伝導化合物が正極活物質層24内で混合されていればよい。また、この時の混合状態は正極活物質層24内で均一に分散されていてもよいし、上記リチウム複合酸化物と上記高熱伝導化合物とが互いに凝集し2次粒子を形成していてもよい。
As described above, the positive electrode active material according to the present embodiment includes a specific lithium composite oxide and a high thermal conductive compound having a thermal conductivity of 10 W / m · K or more. The form is not particularly limited as long as the high thermal conductive compound is in contact with the surface of the lithium composite oxide particles. That is, the lithium composite oxide and the high thermal conductive compound may be mixed in the positive electrode
また、サイクル特性を向上させる目的で、高熱伝導化合物は、リチウム複合酸化物の少なくとも一部を被覆することが好ましい。これにより、発熱源からの熱をより効率的に伝導して逃がすことが出来る為、劣化を防ぎ、サイクル特性が向上する。図2としてこの形態の一例を示す。図2に示す通り上記リチウム複合酸化物110上に上記高熱伝導化合物を含む層120が形成されていてもよい。もちろんこの構成に限定さるわけではないが、本発明の効果が生じる程度に上記高熱伝導化合物120が被覆されていればよい。言うまでもないが、リチウム複合酸化物110は高熱伝導化合物を含有する被覆層120によって完全に覆われていなくても良く、具体的には、例えば上記高熱伝導化合物の被覆率が50%以上であることが好ましい。なお、被覆率は、図2に示すような正極活物質の断面から上記リチウム複合酸化物の表面が上記高熱伝導化合物でどの程度覆われているかを百分率で計算し、例えば50個の正極活物質の平均値を取ればよい。
For the purpose of improving cycle characteristics, the high thermal conductive compound preferably covers at least a part of the lithium composite oxide. Thereby, since heat from the heat source can be more efficiently conducted and released, deterioration is prevented and cycle characteristics are improved. An example of this form is shown in FIG. As shown in FIG. 2, a
さらに、上記リチウム複合酸化物110は、二次粒子を構成していることが好ましい。その二次粒子の表面上の少なくとも一部に上記高熱伝導化合物120が被覆されていることが好ましい。図3として、本実施形態の正極活物質の被覆層の状態を示す模式断面図を示す。
図3では、リチウム複合酸化物110が二次粒子を構成し、その二次粒子の表面に上記高熱伝導化合物120の粒子が被覆している状態を示している。特に、リチウム複合酸化物110の二次粒子の表面上に位置しているものを120Sとして示し、リチウム複合酸化物110の二次粒子表面付近の一次粒子間に充填されている高熱伝導化合物を120Gとして示している。
このように、リチウム複合酸化物110の二次粒子の表面近傍に存在するリチウム複合酸化物の一次粒子間に上記高熱伝導化合物120が充填されていることが好ましい。また、上記高熱伝導化合物の一次粒子の平均粒径は、上記リチウム複合酸化物の二次粒子の表面に存在するもの(120S)よりも、上記リチウム複合酸化物の一次粒子間に充填されているもの(120G)の方が、小さいことが好ましい。かかる構成によればより緻密な複合粒子とすることができ好ましい。
Further, the
FIG. 3 shows a state in which the
Thus, it is preferable that the high thermal
高熱伝導化合物の平均一次粒子径は10〜500nmであることが好ましい。高熱伝導化合物の平均一次粒子径が10nm以上であれば、熱伝導のネットワークパスを形成しやすくなり、効率的に熱を逃がすことが出来る。また、500nm以下であれば、粒子間の接触点を多くすることが出来る為、効率的に熱を逃がし、サイクル特性が向上する。なお、この時の平均一次粒子径は、正極活物質層の断面から走査型電子顕微鏡(SEM)にて、例えば50個サンプリングした粒子の平均値を計算すればよい。 The average primary particle size of the high thermal conductive compound is preferably 10 to 500 nm. If the average primary particle diameter of the high heat conductive compound is 10 nm or more, it becomes easy to form a heat conduction network path, and heat can be efficiently released. Moreover, if it is 500 nm or less, since the contact point between particle | grains can be increased, a heat | fever is efficiently released and cycling characteristics improve. In addition, what is necessary is just to calculate the average value of the average primary particle diameter at this time, for example, the particle | grains which sampled 50 pieces with the scanning electron microscope (SEM) from the cross section of the positive electrode active material layer.
本実施形態に係るリチウム複合酸化物としては、具体的にはLi1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0、Li1.0Ni0.8Co0.15Al0.05O2.0等のニッケル・コバルト・アルミの三元系材料(NCA)、Li1.0Ni0.8Co0.1Mn0.1O2.0、Li1.0Ni0.5Co0.2Mn0.3O2.0、Li1.0Ni0.6Co0.2Mn0.2O2.0、Li1.0Ni0.333Co0.333Mn0.333O2.0等のニッケル・コバルト・マンガンの三元系材料(NCM)、LiCoO2等のコバルト酸リチウム(LCO)、などが挙げられ、中でもNCAは高いエネルギー密度を有するため好ましい。 Specifically, as the lithium composite oxide according to the present embodiment, Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 , Li 1.0 Ni 0.8 Co 0.15 Al Nickel-cobalt-aluminum ternary material (NCA) such as 0.05 O 2.0 , Li 1.0 Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2.0 , Li 1.0 Ni 0 .5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2.0 , Li 1.0 Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2.0 , Li 1.0 Ni 0.333 Co 0.333 Mn 0 Examples include nickel, cobalt and manganese ternary materials (NCM) such as .333 O 2.0 , and lithium cobalt oxide (LCO) such as LiCoO 2. Among them, NCA is preferable because of its high energy density.
また、本実施形態に係るリチウム複合酸化物は、上記2種類以上の混合物からなっても良い。 Moreover, the lithium composite oxide according to the present embodiment may be composed of a mixture of two or more of the above.
本実施形態に係る正極活物質に含まれるリチウム複合酸化物の種類、及び高熱伝導化合物の種類は、X線回折、X線光電子分光、エネルギー分散型X線分光法の分析などによって同定できる。その中でもX線回折が好ましい。またその混合比率は誘導結合プラズマ発光分光分析などによって同定できる。 The type of the lithium composite oxide and the type of the high thermal conductive compound contained in the positive electrode active material according to the present embodiment can be identified by analysis of X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, and the like. Among these, X-ray diffraction is preferable. The mixing ratio can be identified by inductively coupled plasma emission spectroscopy.
本実施形態に係るリチウム複合酸化物粒子表面の高熱伝導化合物の被覆の状態等を観察するには、正極を切断し、断面をクロスセクションポリッシャやイオンミリング装置などで研磨した面を、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などを用いることで観察・測定できる。 In order to observe the coating state of the high thermal conductive compound on the surface of the lithium composite oxide particles according to the present embodiment, the surface of the positive electrode cut and the cross section polished by a cross section polisher or an ion milling device is used as a scanning electron. Observation and measurement can be performed using a microscope, a transmission electron microscope, or the like.
(正極集電体)
正極集電体22は、導電性の板材であればよく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。
(Positive electrode current collector)
The positive electrode
(導電材)
導電材としては、例えば、カーボンブラック類等のカーボン粉末、カーボンナノチューブ、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。
(Conductive material)
Examples of the conductive material include carbon powder such as carbon black, carbon nanotube, carbon material, fine metal powder such as copper, nickel, stainless steel and iron, a mixture of carbon material and fine metal powder, and conductive oxide such as ITO. It is done.
(正極バインダー)
バインダーは、活物質同士を結合すると共に、活物質と集電体22とを結合している。バインダーは、上述の結合が可能なものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂が挙げられる。
(Positive electrode binder)
The binder binds the active materials to each other and binds the active material to the
また、上記の他に、バインダーとして、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−HFPTFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFMVE−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴムを用いてもよい。 In addition to the above, as the binder, for example, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-based fluororubber (VDF-HFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-HFPPTFE-based) Fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-based fluororubber (VDF-PFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-PFP-TFE-based fluororubber), vinylidene fluoride Ride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene fluoro rubber (VDF-PFMVE-TFE fluoro rubber), vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene fluoro rubber It may be used vinylidene fluoride-based fluorine rubbers such as rubber (VDF-CTFE-based fluorine rubber).
また、バインダーとして電子伝導性の導電性高分子やイオン伝導性の導電性高分子を用いてもよい。電子伝導性の導電性高分子としては、例えば、ポリアセチレン等が挙げられる。この場合は、バインダーが導電材の機能も発揮するので導電材を添加しなくてもよい。イオン伝導性の導電性高分子としては、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等の高分子化合物にリチウム塩又はリチウムを主体とするアルカリ金属塩と、を複合化させたもの等が挙げられる。 Alternatively, an electron conductive conductive polymer or an ion conductive conductive polymer may be used as the binder. Examples of the electron conductive conductive polymer include polyacetylene. In this case, since the binder also functions as a conductive material, it is not necessary to add a conductive material. Examples of the ion conductive conductive polymer include those obtained by combining a polymer compound such as polyethylene oxide and polypropylene oxide with a lithium salt or an alkali metal salt mainly composed of lithium.
(負極活物質層)
本実施形態に係る負極活物質層は、負極活物質と負極バインダーと導電材から構成されている。
(Negative electrode active material layer)
The negative electrode active material layer according to this embodiment includes a negative electrode active material, a negative electrode binder, and a conductive material.
(負極活物質)
負極活物質はリチウムイオンを吸蔵・放出可能な化合物であればよく、公知のリチウムイオン電池用の負極活物質を使用できる。負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛)、カーボンナノチューブ、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温度焼成炭素等の炭素材料、アルミニウム、シリコン、スズ等のリチウムと化合することのできる金属、二酸化シリコン、二酸化スズ等の酸化物を主体とする非晶質の化合物、チタン酸リチウム(Li4Ti5O12)等を含む粒子が挙げられる。単位重量あたりの容量の高く、比較的安定な黒鉛を用いることが好ましい。
(Negative electrode active material)
The negative electrode active material should just be a compound which can occlude / release lithium ion, and can use the well-known negative electrode active material for lithium ion batteries. Examples of the negative electrode active material include carbon materials that can occlude and release lithium ions (natural graphite, artificial graphite), carbon nanotubes, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, low-temperature calcined carbon, and the like, aluminum, silicon And particles containing a metal that can be combined with lithium such as tin, an amorphous compound mainly composed of an oxide such as silicon dioxide and tin dioxide, and lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ). . It is preferable to use graphite having a high capacity per unit weight and relatively stable.
(負極集電体)
負極集電体32は、導電性の板材であればよく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。
(Negative electrode current collector)
The negative electrode
(負極導電材)
導電材としては、例えば、カーボンブラック類等のカーボン粉末、カーボンナノチューブ、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。
(Negative electrode conductive material)
Examples of the conductive material include carbon powder such as carbon black, carbon nanotube, carbon material, fine metal powder such as copper, nickel, stainless steel and iron, a mixture of carbon material and fine metal powder, and conductive oxide such as ITO. It is done.
(負極バインダー)
負極に用いるバインダーは正極と同様のものを使用できる。
(Negative electrode binder)
The binder used for a negative electrode can use the same thing as a positive electrode.
(セパレータ)
セパレータ10は、電気絶縁性の多孔質構造から形成されていればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリオレフィンからなるフィルムの単層体、積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、或いはセルロース、ポリエステル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも1種の構成材料からなる繊維不織布が挙げられる。
(Separator)
The separator 10 only needs to be formed of an electrically insulating porous structure, for example, a single layer of a film made of polyethylene, polypropylene, or polyolefin, a stretched film of a laminate or a mixture of the above resins, or cellulose, polyester, and Examples thereof include a fiber nonwoven fabric made of at least one constituent material selected from the group consisting of polypropylene.
(非水電解液)
非水電解液は、非水溶媒に電解質が溶解されており、非水溶媒として環状カーボネートと、鎖状カーボネートと、を含有してもよい。
(Nonaqueous electrolyte)
The nonaqueous electrolytic solution has an electrolyte dissolved in a nonaqueous solvent, and may contain a cyclic carbonate and a chain carbonate as a nonaqueous solvent.
環状カーボネートとしては、電解質を溶媒和することができるものであれば特に限定されず、公知の環状カーボネートを使用できる。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及びブチレンカーボネートなどを用いることができる。 The cyclic carbonate is not particularly limited as long as it can solvate the electrolyte, and a known cyclic carbonate can be used. For example, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and the like can be used.
鎖状カーボネートとしては、環状カーボネートの粘性を低下させることができるものであれば特に限定されず、公知の鎖状カーボネートを使用できる。例えば、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが挙げられる。その他、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタンなどを混合して使用してもよい。 The chain carbonate is not particularly limited as long as the viscosity of the cyclic carbonate can be reduced, and a known chain carbonate can be used. Examples thereof include diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. In addition, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, and the like may be mixed and used.
非水溶媒中の環状カーボネートと鎖状カーボネートの割合は体積にして1:9〜1:1にすることが好ましい。 The ratio of the cyclic carbonate and the chain carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 1: 9 to 1: 1 by volume.
電解質としては、例えば、LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiCF3SO3、LiCF3、CF2SO3、LiC(CF3SO2)3、LiN(CF3SO2)2、LiN(CF3CF2SO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiN(CF3CF2CO)2、LiBOB等のリチウム塩が使用できる。なお、これらのリチウム塩は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。特に、導電性の観点から、LiPF6を含むことが好ましい。 Examples of the electrolyte include LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 , CF 2 SO 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 Lithium salts such as CF 2 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiN (CF 3 CF 2 CO) 2 , LiBOB can be used. In addition, these lithium salts may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. In particular, LiPF 6 is preferably included from the viewpoint of conductivity.
LiPF6を非水溶媒に溶解する際は、非水電解液中の電解質の濃度を、0.5〜2.0mol/Lに調整することが好ましい。電解質の濃度が0.5mol/L以上であると、非水電解液の導電性を充分に確保することができ、充放電時に十分な容量が得られやすい。また、電解質の濃度が2.0mol/L以内に抑えることで、非水電解液の粘度上昇を抑え、リチウムイオンの移動度を充分に確保することができ、充放電時に十分な容量が得られやすくなる。 When LiPF 6 is dissolved in a non-aqueous solvent, the concentration of the electrolyte in the non-aqueous electrolyte is preferably adjusted to 0.5 to 2.0 mol / L. When the concentration of the electrolyte is 0.5 mol / L or more, the conductivity of the nonaqueous electrolytic solution can be sufficiently secured, and a sufficient capacity can be easily obtained during charging and discharging. Moreover, by suppressing the electrolyte concentration to within 2.0 mol / L, it is possible to suppress an increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte, to sufficiently secure the mobility of lithium ions, and to obtain a sufficient capacity during charging and discharging. It becomes easy.
LiPF6をその他の電解質と混合する場合にも、非水電解液中のリチウムイオン濃度が0.5〜2.0mol/Lに調整することが好ましく、LiPF6からのリチウムイオン濃度がその50mol%以上含まれることがさらに好ましい。 Even when LiPF 6 is mixed with another electrolyte, the lithium ion concentration in the non-aqueous electrolyte is preferably adjusted to 0.5 to 2.0 mol / L, and the lithium ion concentration from LiPF 6 is 50 mol%. More preferably, it is contained.
(正極活物質の製造方法)
本実施形態に係る正極活物質は、以下の混合工程、被覆工程により製造することができる。
(Method for producing positive electrode active material)
The positive electrode active material according to this embodiment can be manufactured by the following mixing process and coating process.
(混合工程)
混合工程では、リチウム複合酸化物と高熱伝導化合物を混合することにより正極活物質を得ることができる。混合の方法としては、特に限定されないが、タービュラーミキサーやヘンシェルミキサーなど既存の装置を用いて行うことができる。
(Mixing process)
In the mixing step, the positive electrode active material can be obtained by mixing the lithium composite oxide and the high thermal conductive compound. The mixing method is not particularly limited, and can be performed using an existing apparatus such as a Turbuler mixer or a Henschel mixer.
(被覆工程)
被覆工程では、リチウム複合酸化物の表面に高熱伝導化合物を被覆し、被覆層を形成することができる。被覆層を形成する方法として、特に限定されないが、摩擦や圧縮といった機械エネルギーを利用したメカノケミカル法、粒子に被覆液を吹きかけるスプレードライ法など、粒子表面に被覆層を形成する既存の方法を用いることができる。中でも、メカノケミカル法は均一で密着性の良い被覆層を形成できるため好ましい。
(Coating process)
In the coating step, the surface of the lithium composite oxide can be coated with a high thermal conductive compound to form a coating layer. The method for forming the coating layer is not particularly limited, but an existing method for forming the coating layer on the particle surface, such as a mechanochemical method using mechanical energy such as friction or compression, or a spray drying method in which a coating liquid is sprayed on the particle is used. be able to. Among these, the mechanochemical method is preferable because it can form a coating layer that is uniform and has good adhesion.
(電極20,30の製造方法)
次に、本実施形態に係る電極20,30の製造方法について説明する。
(Method for
Next, a method for manufacturing the
上記活物質、バインダー及び溶媒を混合する。必要に応じ導電材を更に加えても良い。溶媒としては例えば、水、N−メチル−2−ピロリドン等を用いることができる。塗料を構成する成分の混合方法は特に制限されず、混合順序もまた特に制限されない。上記塗料を、集電体22、32に塗布する。塗布方法としては、特に制限はなく、通常電極を作製する場合に採用される方法を用いることができる。例えば、スリットダイコート法、ドクターブレード法が挙げられる。
The active material, binder and solvent are mixed. A conductive material may be further added as necessary. As the solvent, for example, water, N-methyl-2-pyrrolidone or the like can be used. The mixing method of the components constituting the paint is not particularly limited, and the mixing order is not particularly limited. The paint is applied to the
続いて、集電体22、32上に塗布された塗料中の溶媒を除去する。除去法は特に限定されず、塗料が塗布された集電体22、32を、例えば80℃〜150℃の雰囲気下で乾燥させればよい。
Subsequently, the solvent in the paint applied on the
そして、このようにして正極活物質層24、負極活物質層34が形成された電極を必要に応じ、ロールプレス装置等によりプレス処理を行う。ロールプレスの線圧は例えば、100〜2500kgf/cmとすることができる。
Then, the electrode on which the positive electrode
以上の工程を経て、集電体22、32上に電極活物質層24,34が形成された電極が得られる。
Through the above steps, an electrode in which the electrode active material layers 24 and 34 are formed on the
(リチウムイオン二次電池の製造方法)
続いて、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池の製造方法について説明する。本実施形態に係るリチウムイオン二次電池の製造方法は、上述した活物質を含む正極20と、負極30と、正極と負極との間に介在するセパレータ10と、リチウム塩を含む非水電解液と、を外装体50内に封入する工程を備える。
(Method for producing lithium ion secondary battery)
Then, the manufacturing method of the lithium ion secondary battery which concerns on this embodiment is demonstrated. The method for manufacturing a lithium ion secondary battery according to the present embodiment includes a
例えば、上述した活物質を含む正極20と、上記負極30と、上記セパレータ10とを積層し、正極20及び負極30を、積層方向に対して垂直な方向から、プレス器具で加熱加圧し、正極20、セパレータ10、及び負極30を密着させる。そして、例えば、予め作製した袋状の外装体50に、上記積層体40を入れ、上記リチウム塩を含む非水電解液を注入することにより、リチウムイオン二次電池を作製することができる。なお、外装体に上記リチウム塩を含む非水電解液を注入するのではなく、積層体40を予め上記リチウム塩を含む非水電解液に含浸させてもよい。
For example, the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same function and effect. Are included in the technical scope.
(実施例1)
(正極の作製)
リチウム複合酸化物としてLi1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0(以下NCAと記す)と、平均粒子径50nmのAlN(イオリテック社製)とを100:0.1質量比率で秤量し、メカノケミカル法によりNCA表面にAlNを被覆し、正極活物質を得た。得られた活物質とバインダーであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)とアセチレンブラックを混合したものを、溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に分散させてスラリーを調製した。なお、スラリーにおいて正極活物質とアセチレンブラックとPVDFとの重量比が93:3:4となるように、スラリーを調製した。このスラリーを集電体である厚さ20μmのアルミニウム箔上に塗布し、乾燥させた後、線圧1000kgf/cmで圧延を行い、実施例1の正極を得た。
Example 1
(Preparation of positive electrode)
Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 (hereinafter referred to as NCA) as a lithium composite oxide and AlN (manufactured by Iritech Co., Ltd.) having an average particle diameter of 50 nm are 100: 0. 1. Weighed at a mass ratio of 1 and coated the NCA surface with AlN by a mechanochemical method to obtain a positive electrode active material. A slurry was prepared by dispersing a mixture of the obtained active material, polyvinylidene fluoride (PVDF), which is a binder, and acetylene black, in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), which is a solvent. The slurry was prepared so that the weight ratio of the positive electrode active material, acetylene black, and PVDF was 93: 3: 4 in the slurry. This slurry was applied onto a 20 μm thick aluminum foil as a current collector, dried, and then rolled at a linear pressure of 1000 kgf / cm to obtain a positive electrode of Example 1.
(正極内部の高熱伝導化合物の測定)
リチウム複合酸化物粒子表面のAlNによる被覆の状態の観察は、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、エネルギー分散型X線分光法(EDX)、クロスセクションポリッシャ、イオンミリング装置を用いて観察した。測定用の試料は、正極を切断し、切断面をクロスセクションポリッシャおよびイオンミリング装置で研磨することで作製した。
(Measurement of high thermal conductivity compounds inside the positive electrode)
Observation of the state of coating with AlN on the surface of the lithium composite oxide particles includes transmission electron microscope (TEM), scanning electron microscope (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), cross section polisher, ion milling device Was observed. A sample for measurement was prepared by cutting the positive electrode and polishing the cut surface with a cross section polisher and an ion milling device.
SEM、EDXおよびTEMによる正極表面および正極断面の観察により、リチウム複合酸化物粒子表面に均一なAlNの被覆がされていることを確認した。 Observation of the positive electrode surface and the positive electrode cross section by SEM, EDX, and TEM confirmed that the surface of the lithium composite oxide particles was uniformly coated with AlN.
(負極の作製)
負極活物質として天然黒鉛粉末90重量%と、PVDF10重量%をNMP中に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ15μmの銅箔上に塗工し、温度140℃で30分間減圧乾燥した後に、ロールプレス装置を用いてプレス処理することにより、負極を得た。
(Preparation of negative electrode)
As a negative electrode active material, 90 wt% of natural graphite powder and 10 wt% of PVDF were dispersed in NMP to prepare a slurry. The obtained slurry was coated on a copper foil having a thickness of 15 μm, dried under reduced pressure at a temperature of 140 ° C. for 30 minutes, and then pressed using a roll press apparatus to obtain a negative electrode.
(非水電解液)
エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の混合溶媒に、LiPF6を1.0mol/Lとなるように溶解させた非水電解液を用意した。混合溶媒におけるECとDECとの体積比は、EC:DEC=30:70とした。
(Nonaqueous electrolyte)
A nonaqueous electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / L in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) was prepared. The volume ratio of EC to DEC in the mixed solvent was EC: DEC = 30: 70.
(セパレータ)
膜厚16μmのポリエチレン微多孔膜(空孔率:40%、シャットダウン温度:134℃)を用意した。
(Separator)
A polyethylene microporous membrane having a thickness of 16 μm (porosity: 40%, shutdown temperature: 134 ° C.) was prepared.
(電池の作製)
上記正極、負極、及びセパレータを積層させて発電要素を構成し、これと上記非水電解液とを用いて、実施例1の電池セルを作製した。
(Production of battery)
The positive electrode, the negative electrode, and the separator were laminated to constitute a power generation element, and a battery cell of Example 1 was produced using this and the non-aqueous electrolyte.
(Cレート)
電池セルの容量を、25℃の環境下において1時間で定電流放電する電流密度を1Cと呼び、以下では充電もしくは放電時の電流密度をCレートの定数倍を用いて表す(例えば1Cの10分の1の電流密度は0.1Cと表す。)。
(C rate)
The current density at which the battery cell capacity is discharged at a constant current in one hour in an environment of 25 ° C. is called 1C. Hereinafter, the current density during charging or discharging is expressed using a constant multiple of the C rate (for example, 10C of 1C). (Partial current density is expressed as 0.1 C).
(放電容量の測定)
作製した実施例1の電池セルを用いて、0.1Cの電流密度で電圧が4.2V(vs.Li/Li+)に到達するまで定電流充電を行い、さらに電流密度が0.05Cに低下するまで4.2V(vs.Li/Li+)において定電圧充電を行い、充電容量を測定した。その結果を0.1C放電容量として表1に示す。
(Measurement of discharge capacity)
Using the produced battery cell of Example 1, constant current charging was performed until the voltage reached 4.2 V (vs. Li / Li + ) at a current density of 0.1 C, and the current density was further increased to 0.05 C. Constant voltage charging was performed at 4.2 V (vs. Li / Li + ) until the voltage decreased, and the charge capacity was measured. The results are shown in Table 1 as 0.1 C discharge capacity.
続いて、5分間の休止後に0.1Cの電流密度で電圧が2.5V(vs.Li/Li+)となるまで定電流放電を行い、放電容量を測定した。なお、電流密度は1Cを正極活物質量に対して、186mAh/gとして計算し、放電容量は大きいほど好ましい。 Subsequently, after resting for 5 minutes, constant current discharge was performed at a current density of 0.1 C until the voltage reached 2.5 V (vs. Li / Li + ), and the discharge capacity was measured. The current density is calculated with 1C as 186 mAh / g with respect to the positive electrode active material amount, and the larger the discharge capacity, the better.
(サイクル特性の測定)
レート測定後の電池セルを用いて、上記充放電の手順により0.5C充電/1C放電を100サイクル繰り返した。また充放電は45℃の恒温槽の中で行った。初回の放電容量を100%とし、100サイクル後の放電容量の値を容量維持率とした。更に、同じ条件で作製した電池セルを5個用意し、それぞれの容量維持率の平均値を算出した。なお、容量維持率は大きいほど好ましい。結果を100サイクル後容量維持率の平均値として表1に示す。
(Measurement of cycle characteristics)
Using the battery cell after rate measurement, 0.5C charge / 1C discharge was repeated 100 cycles according to the charge / discharge procedure. Moreover, charging / discharging was performed in a 45 degreeC thermostat. The initial discharge capacity was 100%, and the discharge capacity value after 100 cycles was the capacity retention rate. Furthermore, five battery cells prepared under the same conditions were prepared, and the average value of the capacity retention rates was calculated. The larger the capacity maintenance rate, the better. The results are shown in Table 1 as the average value of the capacity maintenance rate after 100 cycles.
(実施例2)
正極の作製において、リチウム複合酸化物とAlNの質量比率を100:0.03としたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2の電池を作製し、評価を行った。
(Example 2)
In the production of the positive electrode, the battery of Example 2 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the mass ratio of the lithium composite oxide and AlN was 100: 0.03.
(実施例3)
正極の作製において、リチウム複合酸化物とAlNの質量比率を100:0.05したこと以外は、実施例1と同様にして実施例3の電池を作製し、評価を行った。
Example 3
In the production of the positive electrode, a battery of Example 3 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the mass ratio of the lithium composite oxide and AlN was 100: 0.05.
(実施例4)
正極の作製において、リチウム複合酸化物とAlNの質量比率を100:1としたこと以外は、実施例1と同様にして実施例4の電池を作製し、評価を行った。
Example 4
In the production of the positive electrode, the battery of Example 4 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the mass ratio of the lithium composite oxide and AlN was 100: 1.
(実施例5)
正極の作製において、リチウム複合酸化物とAlNの質量比率を100:5としたこと以外は、実施例1と同様にして実施例5の電池を作製し、評価を行った。
(Example 5)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 5 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the mass ratio of the lithium composite oxide and AlN was 100: 5.
(実施例6)
正極の作製において、リチウム複合酸化物とAlNの質量比率を100:10としたこと以外は、実施例1と同様にして実施例6の電池を作製し、評価を行った。
(Example 6)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 6 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the mass ratio of the lithium composite oxide and AlN was 100: 10.
(実施例7)
正極の作製において、リチウム複合酸化物とAlNの質量比率を100:11としたこと以外は、実施例1と同様にして実施例7の電池を作製し、評価を行った。
(Example 7)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 7 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the mass ratio of the lithium composite oxide and AlN was 100: 11.
(実施例8)
正極の作製において、AlNの代わりにBNを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例8の電池を作製し、評価を行った。
(Example 8)
In the production of the positive electrode, the battery of Example 8 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that BN was used instead of AlN.
(実施例9)
正極の作製において、AlNの代わりにBNを用い、リチウム複合酸化物とBNの重量比率を100:5としたこと以外は、実施例1と同様にして実施例9の電池を作製し、評価を行った。
Example 9
In the production of the positive electrode, a battery of Example 9 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that BN was used instead of AlN and the weight ratio of the lithium composite oxide and BN was set to 100: 5. went.
(実施例10)
正極の作製において、AlNの代わりにSi3N4を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例10の電池を作製し、評価を行った。
(Example 10)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 10 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Si 3 N 4 was used instead of AlN.
(実施例11)
正極の作製において、AlNの代わりにSi3N4を用い、リチウム複合酸化物とSi3N4の重量比率を100:5としたこと以外は、実施例1と同様にして実施例11の電池を作製し、評価を行った。
(Example 11)
The battery of Example 11 was made in the same manner as in Example 1 except that Si 3 N 4 was used instead of AlN in the production of the positive electrode and the weight ratio of the lithium composite oxide to Si 3 N 4 was set to 100: 5. Were prepared and evaluated.
(実施例12)
正極の作製において、AlNの代わりにTiNを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例12の電池を作製し、評価を行った。
(Example 12)
In the production of the positive electrode, the battery of Example 12 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that TiN was used instead of AlN.
(実施例13)
正極の作製において、AlNの代わりにZrNを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例13の電池を作製し、評価を行った。
(Example 13)
In the production of the positive electrode, the battery of Example 13 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that ZrN was used instead of AlN.
(実施例14)
正極の作製において、AlNの代わりにVNを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例14の電池を作製し、評価を行った。
(Example 14)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 14 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that VN was used instead of AlN.
(実施例15)
正極の作製において、AlNの代わりにCr2Nを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例15の電池を作製し、評価を行った。
(Example 15)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 15 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Cr 2 N was used instead of AlN.
(実施例16)
正極の作製において、AlNの代わりにSiCを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例16の電池を作製し、評価を行った。
(Example 16)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 16 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that SiC was used instead of AlN.
(実施例17)
正極の作製において、AlNの代わりにWCを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例17の電池を作製し、評価を行った。
(Example 17)
In the production of the positive electrode, the battery of Example 17 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that WC was used instead of AlN.
(実施例18)
正極の作製において、AlNの代わりにTiCを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例18の電池を作製し、評価を行った。
(Example 18)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 18 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that TiC was used instead of AlN.
(実施例19)
正極の作製において、AlNの代わりにTaCを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例19の電池を作製し、評価を行った。
(Example 19)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 19 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that TaC was used instead of AlN.
(実施例20)
正極の作製において、AlNの代わりにZrCを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例20の電池を作製し、評価を行った。
(Example 20)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 20 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that ZrC was used instead of AlN.
(実施例21)
正極の作製において、AlNの代わりにNbCを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例21の電池を作製し、評価を行った。
(Example 21)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 21 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that NbC was used instead of AlN.
(実施例22)
正極の作製において、AlNの代わりにCr3C2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例22の電池を作製し、評価を行った。
(Example 22)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 22 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Cr 3 C 2 was used instead of AlN.
(実施例23)
正極の作製において、AlNの代わりにMo2Cを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例23の電池を作製し、評価を行った。
(Example 23)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 23 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Mo 2 C was used instead of AlN.
(実施例24)
正極の作製において、AlNの代わりにTiB2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例24の電池を作製し、評価を行った。
(Example 24)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 24 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that TiB 2 was used instead of AlN.
(実施例25)
正極の作製において、AlNの代わりにZrB2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例25の電池を作製し、評価を行った。
(Example 25)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 25 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that ZrB 2 was used instead of AlN.
(実施例26)
正極の作製において、AlNの代わりにVB2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例26の電池を作製し、評価を行った。
(Example 26)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 26 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that VB 2 was used instead of AlN.
(実施例27)
正極の作製において、AlNの代わりにNbB2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例27の電池を作製し、評価を行った。
(Example 27)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 27 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that NbB 2 was used instead of AlN.
(実施例28)
正極の作製において、AlNのリチウム複合酸化物への被覆工程を行わずに、タービュラーミキサーを用いてリチウム複合酸化物とAlNを混合したこと以外は、実施例1と同様にして実施例28の電池を作製し、評価を行った。なお、このようにタービュラーミキサーを用いて作製した正極活物質は、リチウム複合酸化物と高熱伝導化合物であるAlNが均一に混合されている状態であった。
(Example 28)
The battery of Example 28 was prepared in the same manner as in Example 1 except that in the production of the positive electrode, the lithium composite oxide and AlN were mixed using a turbulent mixer without performing the step of coating AlN with the lithium composite oxide. Were prepared and evaluated. In addition, the positive electrode active material produced using the turbuler mixer in this manner was in a state where the lithium composite oxide and AlN, which is a high thermal conductive compound, were uniformly mixed.
(実施例29)
正極の作製において、AlNの代わりにBNを用い、リチウム複合酸化物への被覆工程を行わずに、タービュラーミキサーを用いてリチウム複合酸化物とBNを混合したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例29の電池を作製し、評価を行った。
(Example 29)
In the production of the positive electrode, the same procedure as in Example 1 was performed except that BN was used instead of AlN, and the lithium composite oxide and BN were mixed using a turbuler mixer without performing the coating step on the lithium composite oxide. Thus, a battery of Example 29 was produced and evaluated.
(実施例30)
正極の作製において、AlNの代わりにSi3N4を用い、リチウム複合酸化物への被覆工程を行わずに、タービュラーミキサーを用いてリチウム複合酸化物とSi3N4を混合したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例30の電池を作製し、評価を行った。
(Example 30)
In the production of the positive electrode, except that Si 3 N 4 was used instead of AlN and the lithium composite oxide and Si 3 N 4 were mixed using a turbuler mixer without performing the coating step on the lithium composite oxide, In the same manner as in Example 1, the battery of Example 30 was produced and evaluated.
(実施例31)
正極の作製において、平均一次粒子径50nmのAlNの代わりに、平均一次粒子径10nmのAlNを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例31の電池を作製し、評価を行った。
(Example 31)
In the production of the positive electrode, the battery of Example 31 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that AlN having an average primary particle diameter of 10 nm was used instead of AlN having an average primary particle diameter of 50 nm. It was.
(実施例32)
正極の作製において、平均一次粒子径50nmのAlNの代わりに、平均一次粒子径100nmのAlNを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例32の電池を作製し、評価を行った。
(Example 32)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 32 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that AlN having an average primary particle diameter of 100 nm was used instead of AlN having an average primary particle diameter of 50 nm. It was.
(実施例33)
正極の作製において、平均一次粒子径50nmのAlNの代わりに、平均一次粒子径500nmのAlNを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例33の電池を作製し、評価を行った。
(Example 33)
In the production of the positive electrode, a battery of Example 33 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that AlN having an average primary particle diameter of 500 nm was used instead of AlN having an average primary particle diameter of 50 nm. It was.
(実施例34)
正極の作製において、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.8Co0.1Al0.1O2.0のリチウム複合酸化物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例34の電池を作製し、評価を行った。
(Example 34)
In the preparation of the positive electrode, Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al Li 1.0 instead of 0.03 lithium composite oxide O 2.0 Ni 0.8 Co 0.1 Al 0.1 O A battery of Example 34 was made and evaluated in the same manner as Example 1 except that 2.0 lithium composite oxide was used.
(実施例35)
正極の作製において、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.8Co0.1Mn0.1O2.0のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例35の電池を作製し、評価を行った。
(Example 35)
In the preparation of the positive electrode, Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al Li 1.0 instead of 0.03 lithium composite oxide O 2.0 Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O Example 35 was conducted in the same manner as in Example 1 except that a lithium composite oxide of 2.0 was used and the current density of 1C was calculated as 160 mAh / g with respect to the amount of the positive electrode active material when measuring the discharge capacity. A battery was prepared and evaluated.
(実施例36)
正極の作製において、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.5Co0.2Mn0.3O2.0のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例36の電池を作製し、評価を行った。
(Example 36)
In the preparation of the positive electrode, Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al Li 1.0 instead of 0.03 lithium composite oxide O 2.0 Ni 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O Example 36 was conducted in the same manner as in Example 1 except that a lithium composite oxide of 2.0 was used and the current density of 1C was calculated as 160 mAh / g with respect to the amount of the positive electrode active material when measuring the discharge capacity. A battery was prepared and evaluated.
(実施例37)
正極の作製において、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.34Co0.33Mn0.33O2.0のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例37の電池を作製し、評価を行った。
(Example 37)
In the preparation of the positive electrode, Li 1.0 Ni 0.83 Co Li 1.0 instead of 0.14 Al 0.03 lithium composite oxide O 2.0 Ni 0.34 Co 0.33 Mn 0.33 O Example 37 was performed in the same manner as in Example 1 except that a lithium composite oxide of 2.0 was used and the current density of 1C was calculated as 160 mAh / g with respect to the positive electrode active material amount when measuring the discharge capacity. A battery was prepared and evaluated.
(実施例38)
正極の作製において、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.6Co0.2Mn0.2O2.0のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例38の電池を作製し、評価を行った。
(Example 38)
In the preparation of the positive electrode, Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al Li 1.0 instead of 0.03 lithium composite oxide O 2.0 Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O Example 38 was carried out in the same manner as Example 1 except that a lithium composite oxide of 2.0 was used and the current density of 1C was calculated as 160 mAh / g with respect to the amount of the positive electrode active material when measuring the discharge capacity. A battery was prepared and evaluated.
(実施例39)
正極の作製において、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLiCoO2のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例39の電池を作製し、評価を行った。
(Example 39)
In the production of the positive electrode, LiCoO 2 lithium composite oxide was used instead of Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 lithium composite oxide, and the current density was measured when measuring the discharge capacity. A battery of Example 39 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 1C was calculated as 160 mAh / g with respect to the amount of the positive electrode active material.
(実施例40)
正極の作製において、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりに球状の二次粒子になっているLi1.0Ni0.9Co0.07Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例40の電池を作製し、評価を行った。なお、この正極の断面をTEMで確認したところ、図3のような二次粒子の表面及び粒界にAlNが被覆している構造になっていることを確認した。
(Example 40)
Li 1.0 Ni 0.9 in the form of spherical secondary particles instead of Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 lithium composite oxide in the production of the positive electrode A battery of Example 40 was produced and evaluated in the same manner as Example 1 except that a lithium composite oxide of Co 0.07 Al 0.03 O 2.0 was used. In addition, when the cross section of this positive electrode was confirmed by TEM, it was confirmed that AlN was coated on the surface and grain boundary of the secondary particles as shown in FIG.
(実施例41)
正極の作製において、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりに球状の二次粒子になっているLi1.0Ni0.7Co0.27Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例41の電池を作製し、評価を行った。なお、この正極の断面をTEMで確認したところ、実施例40と同様に図3のような構造になっていることを確認した。
(Example 41)
Li 1.0 Ni 0.7 in the form of spherical secondary particles instead of Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 lithium composite oxide in the production of the positive electrode A battery of Example 41 was made and evaluated in the same manner as Example 1 except that a lithium composite oxide of Co 0.27 Al 0.03 O 2.0 was used. In addition, when the cross section of this positive electrode was confirmed by TEM, it was confirmed that it had the structure as shown in FIG.
(比較例1)
正極の作製において、AlNを用いらなかったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1の電池を作製し、評価を行った。
(Comparative Example 1)
In the production of the positive electrode, a battery of Comparative Example 1 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that AlN was not used.
(比較例2)
正極の作製において、AlNを用いず、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.8Co0.1Al0.1O2.0のリチウム複合酸化物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2の電池を作製し、評価を行った。
(Comparative Example 2)
In the production of the positive electrode, Li 1.0 Ni 0.8 Co 0.1 was used instead of Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 lithium composite oxide without using AlN. A battery of Comparative Example 2 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a lithium composite oxide of Al 0.1 O 2.0 was used.
(比較例3)
正極の作製において、AlNを用いず、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.8Co0.1Mn0.1O2.0のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例3の電池を作製し、評価を行った。
(Comparative Example 3)
In the production of the positive electrode, Li 1.0 Ni 0.8 Co 0.1 was used instead of Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 lithium composite oxide without using AlN. The same as Example 1 except that a lithium composite oxide of Mn 0.1 O 2.0 was used and the current density of 1C was calculated as 160 mAh / g with respect to the amount of the positive electrode active material when measuring the discharge capacity. Thus, a battery of Comparative Example 3 was produced and evaluated.
(比較例4)
正極の作製において、AlNを用いず、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.5Co0.2Mn0.3O2.0のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例4の電池を作製し、評価を行った。
(Comparative Example 4)
In the production of the positive electrode, Li 1.0 Ni 0.5 Co 0.2 was used instead of Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 lithium composite oxide without using AlN. The same as Example 1 except that a lithium composite oxide of Mn 0.3 O 2.0 was used and the current density of 1C was calculated as 160 mAh / g with respect to the amount of the positive electrode active material when measuring the discharge capacity. Thus, a battery of Comparative Example 4 was produced and evaluated.
(比較例5)
正極の作製において、AlNを用いず、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.34Co0.33Mn0.33O2.0のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例5の電池を作製し、評価を行った。
(Comparative Example 5)
In the preparation of the positive electrode, without using AlN, Li 1.0 Ni 0.34 Co 0.33 instead of the lithium composite oxide of Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 The same as Example 1 except that a lithium composite oxide of Mn 0.33 O 2.0 was used and the current density of 1C was calculated as 160 mAh / g with respect to the amount of the positive electrode active material when measuring the discharge capacity. Thus, a battery of Comparative Example 5 was produced and evaluated.
(比較例6)
正極の作製において、AlNを用いず、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLi1.0Ni0.6Co0.2Mn0.2O2.0のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例6の電池を作製し、評価を行った。
(Comparative Example 6)
In the preparation of the positive electrode, without using AlN, Li 1.0 Ni 0.6 Co 0.2 instead of the lithium composite oxide of Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 Except that a lithium composite oxide of Mn 0.2 O 2.0 was used and the current density of 1C was calculated as 160 mAh / g with respect to the amount of the positive electrode active material when measuring the discharge capacity, the same as in Example 1. Then, a battery of Comparative Example 6 was produced and evaluated.
(比較例7)
正極の作製において、AlNを用いず、Li1.0Ni0.83Co0.14Al0.03O2.0のリチウム複合酸化物の代わりにLiCoO2のリチウム複合酸化物を用い、放電容量の測定時に電流密度の1Cを正極活物質量に対して、160mAh/gとして計算したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例7の電池を作製し、評価を行った。
(Comparative Example 7)
In the production of the positive electrode, without using AlN, LiCoO 2 lithium composite oxide was used instead of Li 1.0 Ni 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2.0 lithium composite oxide, and the discharge capacity A battery of Comparative Example 7 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 1 C of current density was calculated as 160 mAh / g with respect to the amount of the positive electrode active material at the time of measurement.
(比較例8)
正極の作製において、AlNの代わりにSiO2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例8の電池を作製し、評価を行った。
(Comparative Example 8)
In the production of the positive electrode, a battery of Comparative Example 8 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that SiO 2 was used instead of AlN.
表1の結果から分かる通り、リチウム複合酸化物及び、高熱伝導化合物が含まれることにより、100サイクル後の容量維持率が高くなり、サイクル特性が向上している。 As can be seen from the results of Table 1, the capacity retention rate after 100 cycles is increased and the cycle characteristics are improved by including the lithium composite oxide and the high thermal conductive compound.
(符号の説明)
10・・・セパレータ、20・・・正極、22・・・正極集電体、24・・・正極活物質層、30・・・負極、32・・・負極集電体、34・・・負極活物質層、40・・・発電要素、50・・・外装体、52・・・金属箔、54・・・高分子膜、60,62・・・リード、100・・・リチウムイオン二次電池、110・・・リチウム複合酸化物、120・・・高熱伝導化合物含有被覆層
(Explanation of symbols)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Separator, 20 ... Positive electrode, 22 ... Positive electrode collector, 24 ... Positive electrode active material layer, 30 ... Negative electrode, 32 ... Negative electrode collector, 34 ... Negative electrode Active material layer, 40 ... power generation element, 50 ... exterior body, 52 ... metal foil, 54 ... polymer film, 60, 62 ... lead, 100 ... lithium ion
Claims (9)
熱伝導率が10W/m・K以上をもつ高熱伝導化合物と、
を含む正極活物質。
Lix M1y M21−y O2 ・・・(1)
[上記化学式1において、M1はNi、Co、Mnから選ばれる少なくとも一種の金属であり、M2はAl、Fe、Ti、Cr、Mg、Cu、Ga、Zn、Sn、B、V、Ca及びSrからなる群より選ばれる少なくとも1種類の金属であり、0.05≦x≦1.2、0.3≦y≦1を満たす] A lithium composite oxide represented by the following chemical formula (1);
A high thermal conductivity compound having a thermal conductivity of 10 W / m · K or more;
A positive electrode active material comprising:
Li x M1 y M2 1-y O 2 (1)
[In the above chemical formula 1, M1 is at least one metal selected from Ni, Co, and Mn, and M2 is Al, Fe, Ti, Cr, Mg, Cu, Ga, Zn, Sn, B, V, Ca, and Sr. And at least one metal selected from the group consisting of 0.05 ≦ x ≦ 1.2 and 0.3 ≦ y ≦ 1]
Lia Ni1−b M3b O2 ・・・(2)
[上記化学式1において、M3はCo、Fe、Ti、Cr、Mg、Al、Cu、Ga、Mn、Zn、Sn、B、V、Ca及びSrからなる群より選ばれる少なくとも1種類の金属であり、0.05≦x≦1.2、0≦y≦0.5を満たす] The positive electrode active material according to claim 1, wherein the lithium composite oxide is represented by the following chemical formula (2).
Li a Ni 1-b M3 b O 2 (2)
[In the above chemical formula 1, M3 is at least one metal selected from the group consisting of Co, Fe, Ti, Cr, Mg, Al, Cu, Ga, Mn, Zn, Sn, B, V, Ca and Sr. 0.05 ≦ x ≦ 1.2 and 0 ≦ y ≦ 0.5]
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