JP2017126576A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
る。携帯可能な電子機器において、小型軽量で信頼性を有し、高エネルギー密度且つ充電
可能な蓄電装置が必要になっている。このような蓄電装置として、例えばリチウムイオン
二次電池が知られている。また、環境問題やエネルギー問題の認識の高まりからリチウム
イオン二次電池を搭載した電気推進車両の開発も急速に進んでいる。
4)、リン酸マンガンリチウム(LiMnPO4)、リン酸コバルトリチウム(LiCo
PO4)、リン酸ニッケルリチウム(LiNiPO4)などの、リチウム(Li)と鉄(
Fe)、マンガン(Mn)、コバルト(Co)またはニッケル(Ni)とを含むオリビン
構造を有するリン酸化合物などが知られている(特許文献1、非特許文献1、及び非特許
文献2参照)。
系(ケイ酸)化合物をリチウムイオン二次電池の正極活物質として用いることが提案され
ている(例えば、特許文献2)。
化合物はバルク電子伝導性が低く、粒子単体では電極用材料として十分な特性を得ること
が困難である。
びそれを用いた蓄電装置を提供することを課題の一とする。
蓄電装置を提供することを課題の一とする。
化合物、または、オリビン構造を有する一般式Li2MSiO4で表されるケイ酸リチウ
ム化合物を含む電極用材料の製造工程において、Mで示される金属元素とは異なる価数を
有する金属元素を添加することにより、該異なる価数を有する金属元素が電極用材料にお
けるキャリア発生源として機能して、製造される電極用材料の電子伝導性を向上させる。
、またはニッケルから選ばれる第1の金属元素を含む化合物と、リンを含む化合物と、第
1の金属元素とは異なる価数を有する第2の金属元素を含む化合物と、を混合した混合材
料を焼成して、第1の金属元素を含むリン酸リチウム化合物を形成する、蓄電装置の製造
方法である。
はニッケルから選ばれる第1の金属元素を含む化合物と、ケイ素を含む化合物と、第1の
金属元素とは異なる価数を有する第2の金属元素を含む化合物と、を混合した混合材料を
焼成して、第1の金属元素を含むケイ酸リチウム化合物を形成する、蓄電装置の製造方法
である。
度で熱処理する第1の焼成と、500℃以上800℃以下の温度で熱処理する第2の焼成
と、を含んでいてもよい。
数より1価または2価多い価数を有する金属元素、もしくは、第1の金属元素の価数より
1価または2価少ない価数を有する金属元素を用いるのが好ましい。
O3、Ti2O3、Cu2OまたはSiO2を用いるのが好ましい。
ol%以上10mol%以下の第2の金属元素を含むのが好ましい。
または、開示される発明の一態様により、放電容量の大きな蓄電装置を得ることができる
。
発明は以下の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨およびその範囲から逸脱する
ことなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解され
るからである。したがって、本発明は以下に示す実施の形態および実施例の記載内容のみ
に限定して解釈されるものではない。なお、図面を用いて本発明の構成を説明するにあた
り、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限
定されない。
識別するために便宜上付したものであり、その数を限定するものではない。
本実施の形態では、電極用材料の製造方法の一例について説明する。より具体的には、本
実施の形態では、一般式LiMPO4で表されるリン酸リチウム化合物、または、一般式
Li2MSiO4で表されるケイ酸リチウム化合物を含む電極用材料の製造方法の一例に
ついて説明する。なお、以下では、固相法による電極用材料の製造方法を示すが、本実施
の形態はこれに限られるものではなく、液相法を用いて電極用材料を製造しても良い。
(Co)、ニッケル(Ni)等の遷移金属から選ばれた一以上を示す。
まず、一般式LiMPO4中の、Liの供給源となるリチウムを含む化合物と、Pの供給
源となるリンを含む化合物と、Mの供給源となる遷移金属、例えばマンガン、鉄、コバル
トまたはニッケルから選ばれる第1の金属元素を含む化合物と、該第1の金属元素とは異
なる価数を有する第2の金属元素を含む化合物と、を混合し、混合材料を形成する。
(Li2O)、硫化リチウム(Li2S)、過酸化リチウム(Li2O2)、硫酸リチウ
ム(Li2SO4)、亜硫酸リチウム(Li2SO3)、チオ硫酸リチウム(Li2S2
O3)、クロム酸リチウム(Li2CrO4)、及びニクロム酸リチウム(Li2Cr2
O7)等のリチウム塩を用いることができる。
(MnO)、酸化コバルト(CoO)、及び酸化ニッケル(NiO)等の酸化物、または
、シュウ酸鉄(II)二水和物(FeC2O4・2H2O)、シュウ酸マンガン(II)
二水和物(MnC2O4・2H2O)、シュウ酸コバルト(II)二水和物(CoC2O
4・2H2O)、及びシュウ酸ニッケル(II)二水和物(NiC2O4・2H2O)等
のシュウ酸塩、または、炭酸鉄(II)(FeCO3)、炭酸マンガン(II)(MnC
O3)、炭酸コバルト(II)(CoCO3)、及び炭酸ニッケル(II)(NiCO3
)等の炭酸塩等を用いることができる。
4)、五酸化二リン(P2O5)等のリン酸塩を用いることができる。
として機能する。より具体的には、電極用材料としてのリン酸リチウム化合物中に不純物
として第2の金属元素を含ませることで、第1の金属元素の欠陥を引き起こし、該欠陥に
起因したキャリアが発生する。よって、第2の金属元素の添加によって電極用材料(ここ
ではリン酸リチウム化合物)の電子伝導性を向上させることができる。
価数を有する第2の金属元素を有する化合物を適用することができる。例えば、第1の金
属元素を含む化合物として、2価のマンガンを有する炭酸マンガン(II)(MnCO3
)を用いた場合には、第2の金属元素を含む化合物として、1価の銅を含む酸化銅(Cu
2O)、3価の鉄を含む酸化鉄(Fe2O3)、3価のチタンを含む酸化チタン(Ti2
O3)、4価のシリコンを含む酸化シリコン(SiO2)等を用いることができる。ただ
し、第1または第2の金属元素を含む化合物の組み合わせは、これらに限られるものでは
ない。また、第2の金属元素を含む化合物は、酸化物に限られない。ただし、酸化物を用
いることで、形成されるリン酸リチウム化合物への不純物の影響を、第2の金属元素によ
るものに制御することが可能であるため、第2の金属元素を含む化合物としては酸化物を
用いるのがより好ましい。
、もしくは、第1の金属元素の価数より2価または1価少ない金属元素を選択するのが好
ましい。また、第2の金属元素の添加量が多すぎる場合には、形成される電極用材料にお
いて副生成物が生じる可能性があるため、第1の金属元素に対する第2の金属元素の含有
量は、1mol%以上10mol%以下とするのが好ましく、2mol%以上5mol%
以下とするのがより好ましい。
化合物に揮発性の高いアセトン等の溶媒を加え、金属製またはセラミック製のボール(ボ
ール径φ1mm以上10mm以下)を用いて、回転数50rpm以上500rpm以下、
回転時間30分間以上5時間以下、の処理を行うというものである。ボールミル処理を行
うことにより、化合物を混合するのと同時に、化合物の微粒子化を行うことができ、作製
後の電極用材料(例えば、リン酸リチウム化合物)の微粒子化を図ることができる。また
、ボールミル処理を行うことにより、化合物を均一に混合することができ、作製後の電極
用材料の結晶性を高めることができる。なお、溶媒としてアセトンを示したが、エタノー
ル、メタノール等の、原料が溶解しない溶媒を用いることができる。
を成型し、成型したペレットに対して第1の熱処理(仮焼成)を行う。第1の熱処理は、
300℃以上400℃以下の温度で1時間以上20時間以下、好ましくは10時間以下行
えばよい。400℃以下の低温で第1の熱処理(仮焼成)を行うことにより、結晶成長を
抑制することができ、且つ、結晶核を形成することができる。そのため、電極用材料の微
粒子化を図ることができる。
ノン等)または窒素等の不活性ガス雰囲気下において行うのが好ましい。
合を行う。その後、再度混合した材料を加熱して溶媒を蒸発させた後、ペレットプレスで
圧力をかけてペレットを成型し、成型したペレットに対して第2の熱処理(本焼成)を行
う。
間以上20時間以下(好ましくは10時間以下)行えばよい。なお、第2の熱処理温度は
、第1の熱処理温度より高くすることが好ましい。
きる。
次いで、一般式Li2MSiO4で表されるケイ酸リチウム化合物の製造方法について説
明する。
の供給源となるシリコンを含む化合物と、Mの供給源となる遷移金属、例えばマンガン、
鉄、コバルトまたはニッケルから選ばれる第1の金属元素を含む化合物と、該第1の金属
元素とは異なる価数を有する第2の金属元素を含む化合物と、を混合し、混合材料を形成
する。
イ酸リチウム(Li2SiO3)等を用いることができる。
いて、Pの供給源となるリンを含む化合物に代えて、Siの供給源となるシリコンを含む
化合物を用いればよく、その他の詳細についてはリン酸リチウム化合物の製造方法を参酌
することができるため、詳細な説明は省略する。
属元素が添加されているため、電子伝導性を向上させることができる。よって、この電極
用材料を用いた蓄電装置において、放電容量を向上させ、充放電の速度、すなわちレート
特性を向上させることができる。
宜組み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、上記実施の形態1に示す作製工程によって得られた電極用材料を正極
活物質として用いたリチウムイオン二次電池について説明する。リチウムイオン二次電池
の概要を図1に示す。
を外部と隔絶する筐体120の中に設置し、筐体120中に電解液111(電解質)が充
填されている。また、正極102及び負極107との間にセパレータ110を有する。正
極集電体100には第1の電極121が、負極集電体105には第2の電極122が接続
されており、第1の電極121及び第2の電極122より、充電や放電が行われる。また
、正極活物質層101及びセパレータ110の間と負極活物質層106及びセパレータ1
10との間とはそれぞれは一定間隔をおいて示しているが、これに限らず、正極活物質層
101及びセパレータ110と負極活物質層106及びセパレータ110とはそれぞれが
接していても構わない。また、正極102及び負極107は間にセパレータ110を配置
した状態で筒状に丸めても構わない。
実施の形態1で作製した電極用材料が含まれている。一方、負極集電体105の上には負
極活物質層106が形成されている。本明細書では、正極活物質層101と、それが形成
された正極集電体100を合わせて正極102と呼ぶ。また、負極活物質層106と、そ
れが形成された負極集電体105を合わせて負極107と呼ぶ。
スを用いた炭素層などを含むものではない。よって、例えば、活物質の導電率を表す時に
は、活物質自身の導電率を指し、表面に形成された炭素層を含む活物質層の導電率を意味
するものではない。
とができる。正極集電体100は、箔状、板状、網状等の形状を適宜用いることができる
。
化合物を用いる。
再度ボールミル粉砕器で粉砕して、微粉体を得る。得られた微粉体に、導電助剤やバイン
ダ、溶媒を加えてペースト状に調合する。
さないものであればよい。例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラック、アセチレンブラ
ック、VGCF(商標登録)などの炭素系材料、銅、ニッケル、アルミニウムもしくは銀
など金属材料またはこれらの混合物の粉末や繊維などがそれに該当する。導電助剤とは、
活物質間の導電性を助ける物質であり、離れている活物質の間に充填され、活物質同士の
導通をとる材料である。
キシプロピルセルロース、再生セルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルクロリド
、ポリビニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、EPDM(Ethylene Propylene Dien
e Monomer)ゴム、スルホン化EPDMゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジ
エンゴム、フッ素ゴムもしくはポリエチレンオキシドなどの多糖類、熱可塑性樹脂、また
はゴム弾性を有するポリマーなどがある。
剤、及びバインダは、それぞれ80〜96重量%、2〜10重量%、2〜10重量%の割
合で、且つ全体で100重量%になるように混合する。更に、電極用材料、導電助剤、及
びバインダの混合物と同体積程度の有機溶媒を混合し、スラリー状に加工する。なお、電
極用材料、導電助剤、バインダ、及び有機溶媒をスラリー状に加工して得られたものを、
スラリーと呼ぶ。溶媒としては、Nメチル−2ピロリドンや乳酸エステルなどがある。成
膜した時の活物質および導電助剤の密着性が弱い時にはバインダを多くし、活物質の抵抗
が高い時には導電助剤を多くするなどして、活物質、導電助剤、バインダの割合を適宜調
整するとよい。
ト法により薄く広げた後、ロールプレス器で更に延伸し、厚みを均等にした後、真空乾燥
(10Pa以下)や加熱乾燥(150〜280℃)して、正極集電体100上に正極活物
質層101を形成する。正極活物質層101の厚さは、20〜100μmの間で所望の厚
さを選択する。クラックや剥離が生じないように、正極活物質層101の厚さを適宜調整
することが好ましい。さらには、電池の形態にもよるが、平板状だけでなく、筒状に丸め
た時に、正極活物質層101にクラックや剥離が生じないようにすることが好ましい。
ることができる。
などが用いられる。負極集電体105上に、塗布法、スパッタ法、蒸着法などにより負極
活物質層106を形成してもよいし、それぞれの材料を単体で負極活物質層106として
用いてもよい。黒鉛と比較すると、ゲルマニウム、シリコン、リチウム、アルミニウムの
理論リチウム吸蔵容量が大きい。吸蔵容量が大きいと小面積でも十分に充放電が可能であ
り、負極として機能するため、コストの節減及び二次電池の小型化につながる。ただし、
シリコンなどはリチウム吸蔵により体積が4倍程度まで増えるために、材料自身が脆くな
る事や爆発する危険性などにも十分に気をつける必要がある。
。電解液は、キャリアイオンであるアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンを含み
、このキャリアイオンが電気伝導を担っている。アルカリ金属イオンとしては、例えば、
リチウムイオン、ナトリウムイオン、若しくはカリウムイオンがある。アルカリ土類金属
イオンとしては、例えば、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、若しくはバリウム
イオンがある。また、ベリリウムイオン、マグネシウムイオンを用いてもよい。
ら構成されている。リチウム塩としては、例えば、塩化リチウム(LiCl)、フッ化リ
チウム(LiF)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、硼弗化リチウム(LiBF4)
、フッ化砒酸リチウム(LiAsF6)、フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、Li(
C2F5SO2)2N等がある。ナトリウム塩としては、例えば、塩化ナトリウム(Na
Cl)、フッ化ナトリウム(NaF)、過塩素酸ナトリウム(NaClO4)、硼弗化ナ
トリウム(NaBF4)等がある。
略す)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、およびビニ
レンカーボネート(VC)など)、非環状カーボネート類(ジメチルカーボネート(DM
C)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、メチル
プロピルカーボネート(MPC)、メチルイソブチルカーボネート(MIBC)、および
ジプロピルカーボネート(DPC)など)、脂肪族カルボン酸エステル類(ギ酸メチル、
酢酸メチル、プロピオン酸メチル、およびプロピオン酸エチルなど)、非環状エーテル類
(γ−ブチロラクトン等のγ−ラクトン類、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,
2−ジエトキシエタン(DEE)、およびエトキシメトキシエタン(EME)など)、環
状エーテル類(テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなど)、環状スルホ
ン(スルホランなど)、アルキルリン酸エステル(ジメチルスルホキシド、1,3−ジオ
キソラン等やリン酸トリメチル、リン酸トリエチル、およびリン酸トリオクチルなど)や
そのフッ化物があり、これらの一種または二種以上を混合して使用する。
、ビニロン(ビナロンともいう)(ポリビニルアルコール系繊維)、ポリエステル、アク
リル、ポリオレフィン、ポリウレタンといった合成繊維等を用いればよい。ただし、上記
した電解液111に溶解しない材料を選ぶ必要がある。
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタク
リレート、ポリメチルアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリメタクリロニトリル、
ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、
ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリウレタン系高分子およびこれらの誘導体、セルロー
ス、紙、不織布から選ばれる一種を単独で、または二種以上を組み合せて用いることがで
きる。
第2の電極122に負極端子を接続する。正極102からは電子が第1の電極121を介
して奪われ、第2の電極122を通じて負極107に移動する。加えて、正極からはリチ
ウムイオンが正極活物質層101中の活物質から溶出し、セパレータ110を通過して負
極107に達し、負極活物質層106内の活物質に取り込まれる。当該領域でリチウムイ
オン及び電子が合体して、負極活物質層106に吸蔵される。同時に正極活物質層101
では、活物質から電子が放出され、活物質に含まれる金属Mの酸化反応が生じる。
、第2の電極122に電子が送り込まれる。リチウムイオンはセパレータ110を通過し
て、正極活物質層101に達し、正極活物質層101中の活物質に取り込まれる。その時
には、負極107からの電子も正極102に到達し、金属Mの還元反応が生じる。
ウム化合物またはオリビン構造を有するケイ酸リチウム化合物を正極活物質として有して
いる。また、該リン酸リチウム化合物またはケイ酸リチウム化合物中には、キャリアの発
生源となる第2の金属元素が添加されており、バルク電子伝導率が向上している。そのた
め、本実施の形態で得られるリチウムイオン二次電池を、放電容量が大きく、充放電の速
度が大きいリチウムイオン二次電池とすることができる。
宜組み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る蓄電装置の応用形態について説明する。
デオカメラ等のカメラ類、携帯電話機、携帯情報端末、電子書籍用端末、携帯型ゲーム機
、デジタルフォトフレーム、音響再生装置等に搭載することができる。また、蓄電装置は
、電気自動車、ハイブリッド自動車、鉄道用電気車両、作業車、カート、車椅子、又は自
転車等の電気推進車両に搭載することができる。
られている。蓄電装置の特性を向上させることで、蓄電装置の小型軽量化にも結びつける
ことができる。このような蓄電装置を搭載することで、電子機器や電気推進車両などの充
電時間の短縮、使用時間の延長、小型軽量化などが可能となり、利便性やデザイン性の向
上も実現できる。
表示部3012が組み込まれている。筐体3011は、さらに操作ボタン3013、操作
ボタン3017、外部接続ポート3014、スピーカー3015、及びマイク3016等
を備えている。このような携帯電話機に、本発明の一態様に係る蓄電装置を搭載すること
で、利便性やデザイン性を向上させることができる。
筐体3031及び第2の筐体3033の2つの筐体で構成されて、2つの筐体が軸部30
32により一体にされている。第1の筐体3031及び第2の筐体3033は、軸部30
32を軸として開閉動作を行うことができる。第1の筐体3031には第1の表示部30
35が組み込まれ、第2の筐体3033には第2の表示部3037が組み込まれている。
その他、第2の筐体3033に、操作ボタン3039、電源3043、及びスピーカー3
041等を備えている。このような電子書籍用端末に、本発明の一態様に係る蓄電装置を
搭載することで、利便性やデザイン性を向上させることができる。
51が搭載されている。蓄電装置3051の電力は、制御回路3053により出力が調整
されて、駆動装置3057に供給される。制御回路3053は、コンピュータ3055に
よって制御される。
組み合わせて構成される。コンピュータ3055は、電気自動車3050の運転者の操作
情報(加速、減速、停止など)や走行時の情報(登り坂や下り坂等の情報、駆動輪にかか
る負荷情報など)の入力情報に基づき、制御回路3053に制御信号を出力する。制御回
路3053は、コンピュータ3055の制御信号により、蓄電装置3051から供給され
る電気エネルギーを調整して駆動装置3057の出力を制御する。交流電動機を搭載して
いる場合は、直流を交流に変換するインバータも内蔵される。
きる。蓄電装置3051として、本発明の一態様に係る蓄電装置を搭載することで、充電
時間の短縮化などに寄与することができ、利便性を向上させることができる。また、充放
電速度の向上により、電気自動車の加速力向上に寄与することができ、電気自動車の性能
向上に寄与することができる。また、蓄電装置3051の特性向上により、蓄電装置30
51自体を小型軽量化できれば、車両の軽量化に寄与することができ、燃費向上にも結び
つけることができる。
制御部、制御手段等を有する制御部3073を備えている。制御部3073により出力が
調整された蓄電装置の電力は、駆動部3075に供給される。また、制御部3073は、
コントローラ3077と接続されている。コントローラ3077の操作により、制御部3
073を介して駆動部3075を駆動させることができ、車椅子3070の前進、後進、
旋回等の動作や速度を制御することができる。
充電することができる。蓄電装置3051として、本発明の一態様に係る蓄電装置を搭載
することで、充電時間の短縮化などに寄与することができ、利便性を向上させることがで
きる。また、蓄電装置の特性向上により、蓄電装置自体を小型軽量化できれば、車椅子3
070の使用者及び介助者の使い易さを高めることができる。
からの電力供給により充電することも可能である。
宜組み合わせて用いることができる。
リチウム(LiMnPO4)を作製する例を示す。
I)(MnCO3)、およびリン酸二水素アンモニウム(NH4H2PO4)と、酸化鉄
(Fe2O3)と、をボールミル処理により粉砕、混合した。ボールミル処理は、アセト
ンを溶媒として加え、セラミック製のボール(ボール径φ3mm)を用いて、回転数40
0rpmで、回転時間2時間とした。
素であるマンガン導入用の原料であり、リン酸二水素アンモニウムは、リン酸導入用の原
料である。
I)(MnCO3)を用い、3価の鉄を含む酸化鉄(Fe2O3)を第2の金属元素を含
む化合物として添加した。また、マンガン(Mn2+)に対する鉄(Fe3+)の添加量
が、それぞれ1mol%、2mol%、5mol%、10mol%となるように、材料の
混合比を調整し、4条件の混合材料を作製した。表1に具体的な材料の重量を示す。
間加圧して、ペレットに成型した。
、10時間加熱して、第1の焼成(仮焼成)を行った。
スを添加した。
として加え、セラミック製のボール(ボール径φ3mm)を用いて、回転数400rpm
で、回転時間2時間とした。
間加圧して、ペレットに成型した。
、10時間加熱して、第2の焼成(本焼成)を行った。
。
+に対するFe3+の添加量(mol%)を示し、縦軸は電子伝導率(S/cm)を示す
。また、図4において、黒三角印のプロットは、混合材料にFe2O3を添加した材料に
おける電子伝導率を示し、黒丸印のプロットは、比較材料として、Fe2O3を添加せず
に作製した(すなわち、Fe3+の添加量が0mol%である)混合材料の電子伝導率を
示す。
確認された。これは、添加されたFe2O3に由来するFe3+が、LiMnPO4中に
おいてMn2+に対する不純物となり、Mn2+の欠陥を引き起こし、該欠陥に起因した
キャリアが発生するためと示唆される。
を混合した。なお、導電助剤としてアセチレンブラック、バインダとしてポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)を用い、混合比を重量比(wt%)で、80:15:5(=L
iMnPO4:アセチレンブラック:PTFT)とした。混合した材料をロールプレス機
により圧延してペレット状の電極とした後、該電極にアルミニウムの正極集電体を圧着し
て、リチウムイオン二次電池の正極を作製した。
ピレン(PP)を用いた。そして、電解液としては、溶質に六フッ化リン酸リチウム(L
iPF6)、溶媒にエチレンカーボネート(EC)及びジメチルカーボネート(DC)を
用いた。なお、電解液はセパレータに含浸させた。
オン二次電池を得た。正極、負極、セパレータ、及び電解液等の組立ては、アルゴン雰囲
気のグローブボックス内で行った。
量(mAh/g)を示し、縦軸は放電電圧(V)を示す。
た場合、リチウムイオン二次電池の放電容量の向上が確認された。これは、Fe3+の添
加により、正極活物質におけるバルク電子伝導率が向上したためと示唆される。また、M
n2+に対するFe3+の添加量が1mol%乃至10mol%の全ての範囲内で、放電
容量の向上が確認され、特に、添加量が2mol%以上5mol%以下の範囲内でより大
きな効果が確認された。
なる価数を有する金属元素を含む化合物(すなわち、Fe3+を含むFe2O3)を添加
することで、電子伝導率の向上した電極用材料を作製することが可能である。また、該電
極用材料を用いてリチウムイオン二次電池を作製することにより、放電容量の高いリチウ
ムイオン二次電池を得ることができる。
101 正極活物質層
102 正極
105 負極集電体
106 負極活物質層
107 負極
110 セパレータ
111 電解液
120 筐体
121 電極
122 電極
3010 携帯電話機
3011 筐体
3012 表示部
3013 操作ボタン
3014 外部接続ポート
3015 スピーカー
3016 マイク
3017 操作ボタン
3030 電子書籍用端末
3031 筐体
3032 軸部
3033 筐体
3035 表示部
3037 表示部
3039 操作ボタン
3041 スピーカー
3043 電源
3050 電気自動車
3051 蓄電装置
3053 制御回路
3055 コンピュータ
3057 駆動装置
3070 車椅子
3073 制御部
3075 駆動部
3077 コントローラ
Claims (2)
- 正極と、負極と、電解液と、を有し、
前記正極は、リン酸リチウム化合物を有し、
前記リン酸リチウム化合物は、2価のマンガンと、3価の鉄と、を含み、
前記3価の鉄は、前記2価のマンガンに対して1mol%以上10mol%以下含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 請求項1において、
前記負極は、黒鉛を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
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