JP2019077577A - 遷移金属複合水酸化物粒子およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 - Google Patents
遷移金属複合水酸化物粒子およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019077577A JP2019077577A JP2017204680A JP2017204680A JP2019077577A JP 2019077577 A JP2019077577 A JP 2019077577A JP 2017204680 A JP2017204680 A JP 2017204680A JP 2017204680 A JP2017204680 A JP 2017204680A JP 2019077577 A JP2019077577 A JP 2019077577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- positive electrode
- active material
- electrode active
- composite hydroxide
- 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
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 489
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 135
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 131
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 title claims description 44
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 title claims description 36
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 title claims description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 151
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 125
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims abstract description 101
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims abstract description 101
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 78
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 54
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 claims description 77
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 43
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims description 41
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 34
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 30
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 27
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 24
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 23
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 23
- -1 lithium transition metal Chemical class 0.000 claims description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 17
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 claims description 7
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 5
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 122
- 230000008569 process Effects 0.000 description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 25
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 22
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 18
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 17
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 13
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 13
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 13
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 10
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 10
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 9
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 7
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 3
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 2
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N sodium tungstate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][W]([O-])(=O)=O XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);disulfate Chemical compound [Zr+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QLOKJRIVRGCVIM-UHFFFAOYSA-N 1-[(4-methylsulfanylphenyl)methyl]piperazine Chemical compound C1=CC(SC)=CC=C1CN1CCNCC1 QLOKJRIVRGCVIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YBJCDTIWNDBNTM-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylethane Chemical compound CCS(C)(=O)=O YBJCDTIWNDBNTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEVQZPWSVWZAOB-UHFFFAOYSA-N 2-(bromomethyl)-1-iodo-4-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=C(I)C(CBr)=C1 YEVQZPWSVWZAOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKZFQPGIDVGTLZ-UHFFFAOYSA-N 4-(trifluoromethyl)-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC(F)(F)C1COC(=O)O1 GKZFQPGIDVGTLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018133 Li 2 S-SiS 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009178 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013131 LiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012752 LiNi0.5Mn0.5O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001228 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (NCM 111) Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010024769 Local reaction Diseases 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N [Ni].[Mn].[Li] Chemical compound [Ni].[Mn].[Li] ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 1
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- XFHGGMBZPXFEOU-UHFFFAOYSA-I azanium;niobium(5+);oxalate Chemical compound [NH4+].[Nb+5].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O XFHGGMBZPXFEOU-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000012461 cellulose resin Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H chromium(III) sulfate Chemical compound [Cr+3].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHWHMHPXHWHWPX-UHFFFAOYSA-J dipotassium;oxalate;oxotitanium(2+) Chemical compound [K+].[K+].[Ti+2]=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O UHWHMHPXHWHWPX-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NXKAMHRHVYEHER-UHFFFAOYSA-J hafnium(4+);disulfate Chemical compound [Hf+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O NXKAMHRHVYEHER-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 150000002641 lithium Chemical class 0.000 description 1
- 229910021439 lithium cobalt complex oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021445 lithium manganese complex oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021443 lithium nickel cobalt manganese complex oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021440 lithium nickel complex oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N lithium;oxonickel Chemical compound [Li].[Ni]=O URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940053662 nickel sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- MHYFEEDKONKGEB-UHFFFAOYSA-N oxathiane 2,2-dioxide Chemical compound O=S1(=O)CCCCO1 MHYFEEDKONKGEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLOPEOIIELCUML-UHFFFAOYSA-L vanadium(2+);sulfate Chemical compound [V+2].[O-]S([O-])(=O)=O VLOPEOIIELCUML-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を12.0〜14.0の範囲に調整し、核の生成を行う核生成工程と、
前記核生成工程で得られた前記核を含む反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を、前記核生成工程のpH値よりも低く、かつ、10.5〜12.0の範囲となるように制御して、前記核を成長させる、粒子成長工程とを備え、
前記核生成工程および前記粒子成長工程を通じて、前記反応槽内に不活性ガスを、反応槽内容積1L当たり0.2L/min〜0.7L/minの流量で吹き込み、前記核生成工程および前記粒子成長工程における反応雰囲気を、酸素濃度が2容量%以下の非酸化性雰囲気とする、
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
本発明の遷移金属複合水酸化物粒子とリチウム化合物とを混合して、リチウム混合物を形成する混合工程と、
前記リチウム混合物を、酸素濃度が5容量%を超える酸化性雰囲気中、650℃〜980℃の範囲にある温度で焼成する焼成工程と、
を備えることを特徴とする。
ことを特徴とする。
1−1.遷移金属複合水酸化物粒子
本発明の複合水酸化物粒子は、一般式(A):NixCoyMnzMt(OH)2+a(ただし、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、および、0≦a≦0.5であり、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、TaおよびWの群から選択される1種以上の添加元素)で表され、複数の一次粒子が凝集して形成された二次粒子からなることを特徴とする。また、この複合水酸化物粒子は、二次粒子の平均粒径MVは2.0μm〜3.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である[(d90−d10)/平均粒径MV]が0.45以下であり、かつ、タップ密度が1.2g/cm3〜2.0g/cm3の範囲にあることを特徴とする。
本発明の複合水酸化物粒子は、一般式(A):NixCoyMnzMt(OH)2+a(ただし、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、および、0≦a≦0.5であり、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、TaおよびWの群から選択される1種以上の添加元素)で表される。本発明の複合水酸化物粒子を原料として正極活物質を得た場合、複合水酸化物粒子の組成は、得られる正極活物質においても基本的に維持される。したがって、本発明の複合水酸化物粒子の組成比は、得ようとする正極活物質に要求される組成比と同様となるように調整される。ただし、複合水酸化物粒子の製造工程や正極活物質の製造工程で、不可避的に取り込まれる元素の量や、正極活物質の製造工程で添加される元素の量を考慮する必要はある。なお、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)および添加元素Mの含有量およびその臨界的意義については、後述する正極活物質と同様であるため、ここでの説明は省略する。
本発明の複合水酸化物粒子は、複数の一次粒子が凝集して形成された二次粒子により構成される。ここで、略球状の二次粒子とは、球状または楕円球状など、丸みを帯びた塊状の二次粒子を意味し、その表面に微細な凹凸を有する二次粒子も含まれる。
本発明の複合水酸化物粒子は、二次粒子の平均粒径MVが、2.0μm〜4.0μm、好ましくは2.4μm〜3.6μm、より好ましくは2.5μm〜3.5μmに調整される。二次粒子の平均粒径MVは、この複合水酸化物を前駆体とする正極活物質の平均粒径MVと相関する。このため、二次粒子の平均粒径MVをこのような範囲に制御することで、この複合水酸化物粒子を前駆体とする正極活物質の平均粒径MVを所望の範囲に制御し、正極活物質のさらなる高出力化を実現することが可能となる。
本発明の複合水酸化物粒子は、粒度分布の広がりを示す指標である[(d90−d10)/平均粒径MV]が、0.50以下、好ましくは0.48以下、より好ましくは0.45以下となるように調整されている。
本発明の複合水酸化物粒子の製造方法では、反応槽内に、少なくとも遷移金属を含有する原料水溶液と、アンモニウムイオンを含む水溶液とを供給することで反応水溶液を形成し、晶析反応によって、遷移金属複合水酸化物粒子を得る。
本発明の複合水酸化物粒子の製造方法では、晶析反応を、主として核生成を行う核生成工程と、主として粒子成長を行う粒子成長工程の2段階に明確に分離する。また、それぞれの工程における晶析条件を調整すること、特に反応雰囲気として非酸化性雰囲気とし、非酸化性雰囲気とするために反応槽内に吹き込む不活性ガスを反応槽容積1Lに対して0.2〜0.7L/min相当とすることにより、上述した体積平均粒径MVおよび粒度分布を備える複合水酸化物粒子を得ることを可能としている。また、晶析条件の調整に必要な操作は、基本的には従来技術と同様であるため、本発明の複合水酸化物粒子の製造方法は、工業規模の生産に容易に適用することができる。
核生成工程では、はじめに、反応槽内に、不活性ガスを反応槽容積1Lに対して0.2〜0.7L/min相当の流量で吹き込み、反応槽内の雰囲気を酸素濃度が2容量%以下の非酸化性雰囲気に調整するとともに、反応槽内に、アルカリ水溶液と、アンモニウムイオン供給体を含む水溶液を供給および混合して、液温25℃基準におけるpH値が12.0〜14.0、アンモニウムイオン濃度が3g/L〜25g/Lである、反応前水溶液を調製する。なお、反応前水溶液のpH値はpH計により、アンモニウムイオン濃度はイオンメーターにより測定することができる。
核生成工程終了後、前記核生成後の核生成用水溶液のpH値を調整して、そのpH値を液温25℃基準で10.5〜12.0の範囲とし、かつ、アンモニウムイオン濃度を3g/L〜25g/Lの範囲に維持することにより、粒子成長工程における反応水溶液である粒子成長用水溶液を形成する。この際、粒子成長用水溶液のpH値の調整は、アルカリ水溶液の供給を停止することのみでも可能であるが、粒度分布の狭い複合水酸化物粒子を得る観点からは、一旦、すべての水溶液の供給を停止したうえで、pH値を調整することが好ましい。この場合、pH値の調整は、核生成用水溶液に、原料となる金属化合物を構成する酸と同種の無機酸、たとえば、原料として硫酸塩を使用する場合には硫酸を、反応槽内を攪拌しながら供給することで行うことができる。
[原料水溶液]
本発明の複合水酸化物粒子の製造方法では、得られる複合水酸化物粒子の金属元素の組成比は、原料水溶液における金属元素の組成比とほぼ一致する。このため、原料水溶液は、目的とする複合水酸化物粒子の組成に応じて、金属元素の含有量を適宜調整することが必要となる。たとえば、上述した一般式(A)で表される複合水酸化物粒子を得ようとする場合、原料金属塩水溶液中の金属元素の比率を、Ni:Mn:Co:M=x:y:z;t(ただし、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1)となるように調整することが必要となる。
反応水溶液中のpH値を調整するアルカリ水溶液は特に限定されることはなく、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの一般的なアルカリ金属水酸化物水溶液を用いることができる。なお、アルカリ金属水酸化物を、固体の状態で直接反応水溶液に添加することもできるが、pH制御の容易さの観点から、水溶液として添加することが好ましい。この場合、アルカリ金属水酸化物水溶液の濃度を、好ましくは20質量%〜50質量%、より好ましくは20質量%〜30質量%とする。アルカリ金属水溶液の濃度をこのような範囲に調整することにより、反応系に供給する溶媒量、すなわち、水の量を抑制しつつ、反応槽内の添加位置で、局所的にpH値が高くなることを防止することができ、粒度分布の狭い複合水酸化物粒子を効率的に得ることが可能となる。
アンモニウムイオン供給体を含む水溶液も、反応水溶液中において、アンモニウムイオンを供給できるものであれば、特に限定されることはなく、たとえば、アンモニア水、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、フッ化アンモニウムなどの水溶液を使用することができる。
本発明の複合水酸化物粒子の製造方法においては、液温25℃基準におけるpH値を、核生成工程においては12.0〜14.0の範囲に、粒子成長工程においては10.5〜12.0の範囲に制御することが必要となる。なお、いずれの工程においても、晶析反応中のpH値の変動幅は、±0.2以内とすることが好ましい。pH値の変動幅が大きい場合、核生成量と粒子成長の割合が一定とならず、粒度分布の狭い複合水酸化物粒子を得ることが困難となる。
核生成工程においては、反応水溶液、すなわち、核生成用水溶液のpH値を、液温25℃基準で12.0〜14.0、好ましくは12.3〜13.5、より好ましくは12.5〜13.3の範囲に調整することが必要となる。これにより、核の成長を抑制しつつ、核生成を優先させることができるため、前記核生成工程で生成する核を、均質かつ粒度分布が狭いものとすることができる。pH値が12.0未満では、核生成のみならず、核(粒子)が成長しやすくなってしまうため、得られる複合水酸化物粒子の粒径が不均一となり、粒度分布が悪化する。また、pH値が14.0を超えると、生成する核が微細になりすぎるため、核生成用水溶液がゲル化する問題が生じる。ただし、核生成用水溶液のpH値を上述した範囲とした場合でも、核(粒子)の成長は、一定程度生じる。
粒子成長工程においては、反応水溶液、すなわち、粒子成長用水溶液のpH値を、液温25℃基準で、核生成工程におけるpH値よりも低く、かつ、10.5〜12.0、好ましくは11.0〜12.0、より好ましくは11.5〜12.0の範囲に制御することが必要となる。これにより、新たな核の生成が抑制され、粒子成長を優先させることが可能となり、得られる複合水酸化物粒子を均質かつ粒度分布が狭いものとすることができる。一方、pHが10.5未満では、アンモニウムイオン濃度が上昇し、金属イオンの溶解度が高くなるため、晶析反応の速度が遅くなるばかりでなく、反応水溶液中に残存する金属イオン量が増加し、生産性が悪化する。また、pH値が12.0を超えると、粒子成長工程中の核生成量が増加し、得られる複合水酸化物粒子の粒径が不均一となり、粒度分布が悪化する。
本発明の複合水酸化物粒子の製造方法においては、それぞれの工程におけるpH値の制御とともに、反応雰囲気の制御が重要な意義を有する。すなわち、それぞれの工程におけるpH値を制御し、さらに、核生成工程および粒子成長工程を通じて、反応槽内に不活性ガスを、反応槽内容積1L当たり0.2L/min〜0.7L/minの流量で吹き込み、核生成工程および粒子成長工程における反応雰囲気を、酸素濃度が2容量%以下の非酸化性雰囲気に厳密に規制することで、得られる複合水酸化物粒子のタップ密度および結晶子径を適切な範囲に制御することができる。
本発明の複合水酸化物粒子の製造方法では、核生成工程および粒子成長工程を通じて、反応雰囲気は、非酸化性雰囲気に制御することが必要となる。具体的には、反応雰囲気中における酸素濃度が、2容量%以下、好ましくは1容量%以下、より好ましくは0.6容量%以下に制御する。反応雰囲気中における酸素濃度が2容量%を超えると、過度に微細化した一次粒子が不定形に凝集することで二次粒子が形成されるため、得られる複合水酸化物粒子の結晶性が崩れるといった問題を生じる。なお、本発明において、反応雰囲気中における酸素濃度の下限値は、次述する不活性ガスの流量が適正値である限り、限定されることはない。ただし、反応雰囲気中における酸素濃度は、0.3容量%以上であることが好ましく、0.4容量%以上であることがより好ましい。
不活性ガスとしては、たとえば、アルゴンガスや炭酸ガス、窒素ガスなどを使用することができるが、安価で取り扱いが容易な窒素ガスを用いることが特に好ましい。
反応水溶液中のアンモニウムイオン濃度は、核生成工程および粒子成長工程を通じて、好ましくは3g/L〜25g/L、より好ましくは5g/L〜20g/Lの範囲に維持することが必要となる。反応水溶液中においてアンモニウムイオンは錯化剤として機能するため、アンモニウムイオン濃度が3g/L未満では、金属イオンの溶解度を一定に保持することができないばかりか、反応水溶液がゲル化しやすくなり、形状や粒径の整った複合水酸化物粒子を得ることが困難となる。一方、アンモニウムイオン濃度が25g/Lを超えると、金属イオンの溶解度が大きくなりすぎるため、反応水溶液中に残存する金属イオン量が増加し、組成ずれなどの原因となる。
反応水溶液の温度(反応温度)は、核生成工程および粒子成長工程を通じて、好ましくは20℃以上、より好ましくは20℃〜60℃の範囲に制御することが必要となる。反応温度が20℃未満の場合、反応水溶液の溶解度が低くなることに起因して、核生成が起こりやすくなり、得られる複合水酸化物粒子の体積平均粒径MVや粒度分布の制御が困難となる。なお、反応温度の上限は、特に制限されることはないが、60℃を超えると、アンモニアの揮発が促進され、反応水溶液中のアンモニウムイオンを一定範囲に制御するために供給するアンモニウムイオン供給体を含む水溶液の量が増加し、生産コストが増加してしまう。
本発明の複合水酸化物粒子の製造方法では、反応が完了するまで生成物を回収しない方式の装置、たとえば、バッチ反応槽を用いることが好ましい。このような装置であれば、オーバーフロー方式によって生成物を回収する連続晶析装置のように、成長中の粒子がオーバーフロー液と同時に回収されることがないため、粒度分布が狭い複合水酸化物粒子を容易に得ることができる。
2−1.リチウムイオン二次電池用正極活物質
本発明の正極活物質は、一般式(B):Li1+uNixCoyMnzMtO2(−0.05≦u≦0.50、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、TaおよびWの群から選択される1種以上の添加元素)で表される六方晶系のリチウム遷移金属複合酸化物粒子(以下、「リチウム遷移金属複合酸化物粒子」という)から構成される。この正極活物質は、複数の一次粒子が凝集して形成された二次粒子からなり、平均粒径MVが2.0μm〜4.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である[(d90−d10)/平均粒径MV]が0.50以下であり、タップ密度が1.2g/cm3〜2.0g/cm3であり、かつ、X線回析における(003)面ピークからシェラー式により求められる結晶子径が1000Å〜1400Åであることを特徴とする。
リチウム(Li)の過剰量を示すuの値は、−0.05以上0.50以下、好ましく0以上0.50以下、より好ましくは0以上0.35以下とする。uの値を上記範囲に規制することにより、二次電池の出力特性および容量特性を向上させることができる。これに対して、uの値がー0.05未満では、二次電池の正極抵抗が大きくなるため、出力特性を向上させることができない。一方、0.50を超えると、初期放電容量が低下するばかりでなく、正極抵抗も大きくなってしまう。
本発明の正極活物質は、複数の一次粒子が凝集して形成された二次粒子により構成される。本発明においては、正極活物質が、緻密性の高い粒子構造の二次粒子により構成されていればよく、粒子構造自体は特に制限されることはない。
本発明の正極活物質は、平均粒径MVが、2.0μm〜4.0μm、好ましくは2.4μm〜3.6μm、より好ましくは2.5μm〜3.5μmの範囲に調整される。正極活物質の平均粒径MVがこのような範囲にあれば、二次電池の単位容積あたりの電池容量を増加させることができるばかりでなく、二次電池の安全性や出力特性も改善することができる。これに対して、平均粒径MVが2.0μm未満では、正極活物質の充填性が低下し、二次電池の単位容積当たりの電池容量を増加させることができない。一方、平均粒径MVが4.0μmを超えると、正極活物質の比表面積が低下するため、二次電池を構成した場合に、電解液との反応面積が減少するため、二次電池の出力特性を改善することができない。
本発明の正極活物質は、平均粒径MVが2.0μm〜4.0μmの範囲にある小粒径のリチウム複合酸化物粒子により構成されながらも、このリチウム複合酸化物粒子の粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/平均粒径MV〕が、0.50以下、好ましくは0.47以下、より好ましくは0.45以下であり、シャープな粒度分布を達成している。このような正極活物質は、微細粒子や粗大粒子の割合が少なく、これを用いた二次電池は、出力特性をさらに高出力なものとしながら、安全性およびサイクル特性を優れたレベルに維持することができる。
本発明の正極活物質は、正極活物質を構成するリチウム複合酸化物粒子の緻密性および該粒子の充填性の指標であるタップ密度が、1.2g/cm3〜2.0g/cm3、好ましくは1.3g/cm3〜1.9g/cm3、より好ましくは1.4g/cm3〜1.8g/cm3の範囲である。正極活物質のタップ密度がこのような範囲にあれば、平均粒径MVが2.0μm〜4.0μmの範囲にある小粒径のリチウム複合酸化物粒子により構成されながらも、正極活物質が高いエネルギ密度を有することから、二次電池の単位容積あたりの電池容量を増加させることができるばかりでなく、サイクル特性も同時に向上させることができる。
本発明の正極活物質は、X線回折による(003)面のピークの半価幅からシェラー式を用いて一次粒子の結晶子径を求めた場合に、その結晶子径が、1000Å〜1400Å、好ましくは1100Å〜1300Å、より好ましくは1150Å〜1250Åの範囲である。このような範囲の結晶子径を有する正極活物質は、結晶性がきわめて高く、二次電池の正極抵抗を低減させ、かつ、その出力特性を向上させることができる。
本発明の正極活物質の製造方法は、本発明の複合水酸化物粒子を前駆体として用い、一般式(B)で表され、六方晶系のリチウム複合酸化物粒子からなり、上述した粒子構造、平均粒径MV、粒度分布、タップ密度および結晶子径を備える正極活物質を合成することができる限り、特に制限されることはない。しかしながら、以下の方法を採用することで、このような正極活物質を効率よく合成することができる。すなわち、本発明の正極活物質の製造方法は、本発明の複合水酸化物粒子とリチウム化合物とを混合し、リチウム混合物を得る混合工程と、このリチウム混合物を、酸化性雰囲気中、特定の温度で焼成する焼成工程とを備える。なお、必要に応じて、これらの工程に、熱処理工程、仮焼工程および解砕工程などの工程を追加してもよい。以下、工程ごとに、本発明の正極活物質の製造方法を説明する。
本発明の正極活物質の製造方法においては、任意的に、混合工程の前に熱処理工程を設けて、複合水酸化物粒子を熱処理粒子としてからリチウム化合物と混合してもよい。ここで、熱処理粒子には、熱処理工程において余剰水分を除去された複合水酸化物粒子のみならず、熱処理工程により、酸化物に転換された遷移金属複合酸化物粒子(以下、「複合酸化物粒子」という)、または、これらの混合物も含まれる。
混合工程は、上述した複合水酸化物粒子または熱処理粒子に、リチウム化合物などのリチウムを含有する物質を混合して、リチウム混合物を得る工程である。
リチウム化合物として、水酸化リチウムや炭酸リチウムを使用する場合には、混合工程後、焼成工程の前に、リチウム混合物を、後述する焼成温度よりも低温、かつ、350℃〜800℃、好ましくは450℃〜780℃の範囲にある温度で、すなわち、水酸化リチウムまたは炭酸リチウムと複合水酸化物粒子または熱処理粒子との反応温度で仮焼する仮焼工程を行ってもよい。これにより、複合水酸化物粒子または熱処理粒子中に、リチウムを十分に拡散させることができ、より均一なリチウム複合酸化物粒子を得ることができる。
焼成工程は、混合工程で得られたリチウム混合物を所定の条件で焼成し、複合水酸化物粒子または熱処理粒子中にリチウムを拡散させて、リチウム複合酸化物粒子(正極活物質)を得る工程である。
リチウム混合物の焼成温度は、650℃〜980℃とすることが必要となる。焼成温度が650℃未満では、複合水酸化物粒子または熱処理粒子中にリチウムが十分に拡散せず、余剰のリチウムや未反応の複合水酸化物粒子または熱処理粒子が残存したり、得られるリチウム複合酸化物粒子の結晶性が不十分なものとなったりする。一方、焼成温度が980℃を超えると、リチウム複合酸化物粒子間が激しく焼結し、異常粒成長が引き起こされ、不定形な粗大粒子の割合が増加することとなる。
焼成時間のうち、上述した焼成温度での保持時間は、少なくとも2時間以上とすることが好ましく、4時間〜24時間とすることがより好ましい。焼成温度における保持時間が2時間未満では、複合水酸化物粒子または熱処理粒子中にリチウムが十分に拡散せず、余剰のリチウムや未反応の複合水酸化物粒子または熱処理粒子が残存したり、得られるリチウム複合酸化物粒子の結晶性が不十分なものとなったりするおそれがある。
焼成時の雰囲気は、酸化性雰囲気とすることが好ましく、酸素濃度が18容量%〜100容量%の雰囲気とすることがより好ましく、上記酸素濃度の酸素と不活性ガスの混合雰囲気とすることが特に好ましい。すなわち、焼成は、大気ないしは酸素気流中で行うことが好ましい。酸素濃度が18容量%未満では、リチウム複合酸化物粒子の結晶性が不十分なものとなるおそれがある。
焼成工程によって得られたリチウム複合酸化物粒子は、凝集または軽度の焼結が生じている場合がある。このような場合、リチウム複合酸化物粒子の凝集体または焼結体を解砕することが好ましい。これによって、得られる正極活物質の平均粒径MVや粒度分布を好適な範囲に調整することができる。なお、解砕とは、焼成時に二次粒子間の焼結ネッキングなどにより生じた複数の二次粒子からなる凝集体に、機械的エネルギを投入して、二次粒子自体をほとんど破壊することなく分離させて、凝集体をほぐす操作を意味する。
本発明のリチウムイオン二次電池は、正極、負極、および電解質など、通常のリチウムイオン二次電池と同様の構成部材を備える。なお、以下では、電解質として、支持塩であるリチウム塩を、有機溶媒に溶解してなる非水電解液を用いた、リチウムイオン二次電池について説明するが、本発明のリチウムイオン二次電池は、本明細書に記載されている実施形態を基づいて、種々の変更、改良を施した形態に適用することも可能である。また、電解質として、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3やLi2S−SiS2などの不燃性でイオン伝導性を有する固体電解質を用いた、固体電解質二次電池を含むリチウムイオン二次電池にも適用可能である。
a)正極
本発明により得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質を用いて、たとえば、以下のようにしてリチウムイオン二次電池の正極を作製する。
負極には、金属リチウムやリチウム合金など、あるいは、リチウムイオンを吸蔵および脱離できる負極活物質に、結着剤を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状にした負極合材を、銅などの金属箔集電体の表面に塗布し、乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成したものを使用する。
セパレータは、正極と負極との間に挟み込んで配置されるものであり、正極と負極とを分離し、電解質を保持する機能を有する。このようなセパレータとしては、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの薄い膜で、微細な孔を多数有する膜を用いることができるが、上記機能を有するものであれば、特に限定されることはない。
非水電解液は、支持塩としてのリチウム塩を有機溶媒に溶解したものである。
以上の正極、負極、セパレータおよび非水電解液で構成されるリチウムイオン二次電池は、円筒形や積層形など、種々の形状にすることができる。
本発明のリチウムイオン二次電池は、上述したように、本発明の正極活物質を正極材料として用いているため、容量特性、出力特性およびサイクル特性に優れる。しかも、従来のリチウムニッケル系酸化物粒子からなる正極活物質を用いた二次電池との比較においても、熱安定性や安全性において優れているといえる。具体的には、本発明の正極活物質では、平均粒径MVが2μm〜4μmの範囲という、きわめて小粒径であるものの、シャープな粒度分布、高いタップ密度(粒子の緻密性と充填性)、および高い結晶性が実現されているため、これを用いたリチウムイオン二次電池において、従来と比較して、160mAh/g以上の初期放電容量という高い容量特性、81%以上の500サイクル後容量維持率という高いサイクル特性、さらには、6Ω以下の正極抵抗という優れた出力特性が実現される。
本発明のリチウムイオン二次電池は、上述のように、容量特性、出力特性およびサイクル特性に優れており、これらの特性が高いレベルで要求される小型携帯電子機器(ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話端末など)の電源に好適に利用することができる。また、本発明のリチウムイオン二次電池は、安全性にも優れており、小型化および高出力化が可能であるばかりでなく、高価な保護回路を簡略することができるため、搭載スペースに制約を受ける輸送用機器の電源としても好適に利用することができる。
(a)複合水酸化物粒子の製造
[核生成工程]
はじめに、60Lの反応槽内に、水を14L入れて750rpmで撹拌しながら、槽内温度を40℃に設定した。この際、反応槽内に、窒素ガスを20L/minの流量で導入し、30分間流通させ、反応雰囲気を、酸素濃度が0.6容量%の非酸化性雰囲気とした。続いて、反応槽内に、25質量%水酸化ナトリウム水溶液と25質量%アンモニア水を適量供給し、pH値が、液温25℃基準で12.5、アンモニウムイオン濃度が10g/Lとなるように調整することで反応前水溶液を形成した。
核生成終了後、一旦、すべての水溶液の供給を一旦停止するとともに、硫酸を加えて、pHが、液温25℃基準で11.2となるように調整することで、粒子成長用水溶液を形成した。pH値が所定の値になったことを確認した後、原料金属塩水溶液とタングステン酸ナトリウム水溶液を供給し、核生成工程で生成した核(粒子)を成長させた。
[組成]
ICP発光分光分析装置を用いた分析により、この正極活物質は、一般式:Li1.14Ni0.331Mn0.331Co0.331Zr0.002W0.005(OH)2で表されるものであることが確認された。
レーザ光回折散乱式粒度分析計(日機装株式会社製、マイクロトラックHRA)を用いて、複合水酸化物粒子の平均粒径MVを測定するとともに、d10およびd90を測定したところ、平均粒径MVは3.52μmであり、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/平均粒径MV〕を算出したところ、0.42であった。また、タッピングマシン(株式会社蔵持科学器械製作所、KRS−406)によりタップ密度を測定した。この結果、1.34g/cm3であることが確認された。
得られた複合酸化物粒子の試料を樹脂に埋め込み、クロスセクションポリッシャ加工(CP加工)を行ったものについて、SEM(株式会社日立ハイテクノロジース製、走査電子顕微鏡S−4700)を用いて、SEM観察(倍率:5000倍)を行った。SEM像から、中実粒子および二層粒子の個数を測定し、その存在割合を算出した結果、7:3であることが確認された。
上述のようにして得られた複合水酸化物粒子を、空気(酸素濃度:21容量%)気流中、120℃で12時間熱処理した後、Li/Meが1.14となるように、シェーカーミキサ装置(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製、TURBULA TypeT2C)を用いて炭酸リチウムと十分に混合し、リチウム混合物を得た(混合工程)。
[組成]
ICP発光分光分析装置を用いた分析により、この正極活物質は、一般式:Li1.14Ni0.331Mn0.331Co0.331Zr0.002W0.005O2で表されるものであることが確認された。
レーザ光回折散乱式粒度分析計(日機装株式会社製、マイクロトラックHRA)を用いて、複合水酸化物粒子の平均粒径MV、d10およびd90を測定した。平均粒径MVは、3.10μmであり、これらの値から算出された、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/平均粒径MV〕は、0.44であった。また、タッピングマシン(株式会社蔵持科学器械製作所、KRS−406)によりタップ密度を測定した。この結果、タップ密度は、1.47g/cm3であることが確認された。
X線回折装置(パナリティカル社製、X’Pert PRO)を用いて、CuKα線による粉末X線回折で分析して、線回折パターンの回折ピークの広がりを除き、それぞれの回折ピークからシェラーの式を用いて、(003)面の結晶子径を算出したところ、1191Åであった。
得られた複合酸化物粒子についても、同様に、SEM観察(倍率:5000倍)を行った。この結果を図1に示す。また、SEM像から、中実二次粒子および中空二次粒子の個数を測定し、その存在割合を算出した結果、7:3であることが確認された。
上述のようにして得られた正極活物質:52.5mgと、アセチレンブラック:15mgと、PTEE:7.5mgを混合し、100MPaの圧力で、直径11mm、厚さ100μmにプレス成形した後、真空乾燥機中、120℃で12時間乾燥することにより、正極(1)を作製した。
[初期放電容量]
2032型コイン電池を作製してから24時間程度放置し、開回路電圧OCV(Open Circuit Voltage)が安定した後、正極に対する電流密度を0.1mA/cm2として、カットオフ電圧が4.3Vとなるまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧が3.0Vになるまで放電したときの放電容量を測定する充放電試験を行ない、初期放電容量を求めた。この結果、初期放電容量は、160.2mAh/gであることが確認された。なお、充放電容量の測定には、マルチチャンネル電圧/電流発生器(株式会社アドバンテスト製、R6741A)を用いた。
充電電位4.1Vで充電した2032型コイン電池を用いて、交流インピーダンス法により抵抗値を測定した。測定には、周波数応答アナライザおよびポテンショガルバノスタット(ソーラトロン製)を使用し、ナイキストプロットを得た。プロットは、溶液抵抗、負極抵抗と容量、および、正極抵抗と容量を示す特性曲線の和として表れているため、等価回路を用いてフィッティング計算し、正極抵抗の値を算出した。この結果、正極抵抗は、5.31Ωであることが確認された。
上述した充放電試験を繰り返し、初期放電容量に対する、500回目の放電容量を測定することで、500サイクルの容量維持率を算出した。この結果、500サイクル容量維持率は、82.2%であることが確認された。
核生成工程および粒子成長工程において、反応槽内に導入する窒素ガスの流量を、12L/minに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合水酸化物粒子、正極活物質および二次電池を得て、その評価を行った。この結果を表2および表3に示す。
核生成工程および粒子成長工程において、反応槽内に導入する窒素ガスの流量を、30L/minに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合水酸化物粒子、正極活物質および二次電池を得て、その評価を行った。この結果を表2および表3に示す。
核生成工程および粒子成長工程において、反応槽内に導入する窒素ガスの流量を、40L/minに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合水酸化物粒子、正極活物質および二次電池を得て、その評価を行った。この結果を表2および表3に示す。
核生成工程および粒子成長工程において、反応槽内に導入する窒素ガスの流量を、5L/minに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合水酸化物粒子、正極活物質および二次電池を得て、その評価を行った。この結果を表2、表3および図2に示す。
核生成工程および粒子成長工程において、反応槽内に導入する窒素ガスの流量を、45L/minに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合水酸化物粒子、正極活物質および二次電池を得て、その評価を行った。この結果を表2および表3に示す。
核生成工程において、反応槽内に、空気を2L/minの流量で導入し、反応雰囲気を酸化性雰囲気とし、酸素濃度を21容量%としたこと、核生成工程の時間を30分としたこと、および、粒子成長工程における反応槽内に導入する窒素ガスの流量を、10L/minに変更したこと以外については、実施例1と同様にして、複合水酸化物粒子、正極活物質および二次電池を得て、その評価を行った。この結果を表2、表3および図3に示す。
Claims (7)
- 反応槽内に、少なくとも遷移金属を含有する原料水溶液と、アンモニウムイオンを含む水溶液とを供給することで反応水溶液を形成し、晶析反応によって、リチウムイオン二次電池用正極活物質の前駆体となる遷移金属複合水酸化物粒子を製造する方法であって、
前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を12.0〜14.0の範囲に調整し、核の生成を行う核生成工程と、
前記核生成工程で得られた前記核を含む反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を、前記核生成工程のpH値よりも低く、かつ、10.5〜12.0の範囲となるように制御して、前記核を成長させる、粒子成長工程とを備え、
前記核生成工程および前記粒子成長工程を通じて、前記反応槽内に不活性ガスを、反応槽内容積1L当たり0.2L/min〜0.7L/minの流量で吹き込み、前記核生成工程および前記粒子成長工程における反応雰囲気を、酸素濃度が2容量%以下の非酸化性雰囲気とする、
遷移金属複合水酸化物粒子の製造方法。 - 一般式(A):NixCoyMnzMt(OH)2+a(ただし、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、および、0≦a≦0.5であり、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、TaおよびWの群から選択される1種以上の添加元素)で表され、複数の一次粒子が凝集して形成された二次粒子からなる遷移金属複合水酸化物粒子であって、
前記二次粒子は、平均粒径MVが2.0μm〜4.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である[(d90−d10)/平均粒径MV]が0.50以下であり、タップ密度が1.2g/cm3〜2.0g/cm3の範囲にある、
遷移金属複合水酸化物粒子。 - 前記二次粒子は、板状一次粒子が凝集して形成された中実粒子と、前記板状一次粒子よりも小さな微細一次粒子が凝集して形成された中心部、および、該中心部の外側に、前記板状一次粒子が凝集して形成された外殻部から構成された二層粒子とにより構成され、
前記中実粒子と前記二層粒子との存在割合が、1:9〜9:1の範囲にある、
請求項2に記載の遷移金属複合水酸化物粒子。 - 請求項2または3に記載の遷移金属複合水酸化物粒子とリチウム化合物とを混合して、リチウム混合物を形成する混合工程と、
前記リチウム混合物を、酸素濃度が5容量%を超える酸化性雰囲気中、650℃〜980℃の範囲にある温度で焼成する焼成工程と、
を備える、リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。 - 一般式(B):Li1+uNixCoyMnzMtO2(ただし、−0.05≦u≦0.50、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、TaおよびWの群から選択される1種以上の添加元素)で表される、六方晶系のリチウム遷移金属複合酸化物粒子からなるリチウムイオン二次電池用正極活物質であって、
一次粒子が凝集して形成された二次粒子からなり、
該二次粒子は、平均粒径MVが2.0μm〜4.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である[(d90−d10)/平均粒径MV]が0.50以下であり、タップ密度が1.2g/cm3〜2.0g/cm3の範囲にあり、かつ、X線回析における(003)面ピークからシェラー式により求められる結晶子径が1000Å〜1400Åの範囲にある、
リチウムイオン二次電池用正極活物質。 - 前記二次粒子は、複数の一次粒子が凝集して形成された中実構造の中実二次粒子と、粒子内部に中空部を有する中空構造の中空二次粒子とにより構成され、
前記中実二次粒子と前記中空二次粒子との存在割合が、1:9〜9:1の範囲にある、
請求項5に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質。 - 正極と、負極と、電解質とを備え、前記正極の正極材料として、請求項5または6に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質が用いられている、非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017204680A JP7114876B2 (ja) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | 遷移金属複合水酸化物粒子およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017204680A JP7114876B2 (ja) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | 遷移金属複合水酸化物粒子およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019077577A true JP2019077577A (ja) | 2019-05-23 |
JP7114876B2 JP7114876B2 (ja) | 2022-08-09 |
Family
ID=66627273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017204680A Active JP7114876B2 (ja) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | 遷移金属複合水酸化物粒子およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7114876B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022520909A (ja) * | 2020-01-21 | 2022-04-04 | 寧徳新能源科技有限公司 | 正極材料ならびにそれを含む電気化学デバイス及び電子デバイス |
WO2022161090A1 (zh) * | 2021-01-28 | 2022-08-04 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种正极材料前驱体及其制备方法和应用 |
CN114988495A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-02 | 万华化学(四川)有限公司 | 一种锂电池用多生共团聚前驱体的制备方法及前驱体 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012246199A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | マンガン複合水酸化物粒子、非水系電解質二次電池用正極活物質、および非水系電解質二次電池と、それらの製造方法 |
JP2014143108A (ja) * | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Toyota Motor Corp | 正極活物質及び該活物質を用いたリチウム二次電池 |
JP2017065975A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 住友金属鉱山株式会社 | ニッケルマンガン含有複合水酸化物およびその製造方法 |
-
2017
- 2017-10-23 JP JP2017204680A patent/JP7114876B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012246199A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | マンガン複合水酸化物粒子、非水系電解質二次電池用正極活物質、および非水系電解質二次電池と、それらの製造方法 |
JP2014143108A (ja) * | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Toyota Motor Corp | 正極活物質及び該活物質を用いたリチウム二次電池 |
JP2017065975A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 住友金属鉱山株式会社 | ニッケルマンガン含有複合水酸化物およびその製造方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022520909A (ja) * | 2020-01-21 | 2022-04-04 | 寧徳新能源科技有限公司 | 正極材料ならびにそれを含む電気化学デバイス及び電子デバイス |
WO2022161090A1 (zh) * | 2021-01-28 | 2022-08-04 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种正极材料前驱体及其制备方法和应用 |
GB2617024A (en) * | 2021-01-28 | 2023-09-27 | Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd | Positive electrode material precursor, preparation method therefor and application thereof |
ES2954791R1 (es) * | 2021-01-28 | 2024-03-18 | Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd | Precursor de material de catodo y metodo de preparacion y aplicacion del mismo |
CN114988495A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-02 | 万华化学(四川)有限公司 | 一种锂电池用多生共团聚前驱体的制备方法及前驱体 |
CN114988495B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-08-11 | 万华化学(四川)有限公司 | 一种锂电池用多生共团聚前驱体的制备方法及前驱体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7114876B2 (ja) | 2022-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6596978B2 (ja) | 遷移金属複合水酸化物粒子とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水電解質二次電池 | |
JP6159395B2 (ja) | 遷移金属複合水酸化物粒子とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法および非水電解質二次電池 | |
JP6358077B2 (ja) | ニッケルコバルト複合水酸化物粒子とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および、非水電解質二次電池 | |
JP6331983B2 (ja) | 遷移金属複合水酸化物粒子の製造方法および非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法 | |
WO2018097137A1 (ja) | 遷移金属含有複合水酸化物とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水電解質二次電池 | |
JP7260249B2 (ja) | 遷移金属含有複合水酸化物粒子とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水電解質二次電池 | |
US11949102B2 (en) | Positive electrode active material precursor for nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing positive electrode active material precursor for nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2018095505A (ja) | 遷移金属含有複合水酸化物とその製造方法、および、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法 | |
JP7087379B2 (ja) | 遷移金属含有複合水酸化物粒子およびその製造方法、並びに、非水電解質二次電池用正極活物質およびその製造方法 | |
JP2018104275A (ja) | 遷移金属含有複合水酸化物粒子およびその製造方法、並びに、非水電解質二次電池用正極活物質およびその製造方法 | |
JP2018104276A (ja) | 遷移金属含有複合水酸化物粒子およびその製造方法、並びに、非水電解質二次電池用正極活物質およびその製造方法 | |
JP2018104273A (ja) | 遷移金属含有複合水酸化物粒子およびその製造方法、並びに、非水電解質二次電池用正極活物質およびその製造方法 | |
JP7159639B2 (ja) | 遷移金属複合水酸化物の粒子の製造方法、及び、リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法 | |
JP2019019047A (ja) | 金属複合水酸化物とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、及び、それを用いた非水電解質二次電池 | |
JP7183813B2 (ja) | ニッケルマンガンコバルト含有複合水酸化物およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 | |
JP7183815B2 (ja) | ニッケルマンガンコバルト含有複合水酸化物およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 | |
JP7114876B2 (ja) | 遷移金属複合水酸化物粒子およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 | |
EP3960709A1 (en) | Nickel composite hydroxide, method for producing nickel composite hydroxide, positive electrode active material for lithium ion secondary battery, method for producing positive electrode active material for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery | |
JP2019119661A (ja) | 遷移金属含有複合水酸化物粒子とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水電解質二次電池 | |
JPWO2018097191A1 (ja) | 非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池 | |
JP7183814B2 (ja) | ニッケルマンガンコバルト含有複合水酸化物およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 | |
JP7488021B2 (ja) | 金属複合水酸化物とその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法、及び、それを用いたリチウムイオン二次電池 | |
JP7167491B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質、及びリチウムイオン二次電池 | |
JP7273260B2 (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およびリチウムイオン二次電池 | |
WO2019013053A1 (ja) | 金属複合水酸化物とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、及び、それを用いた非水電解質二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200512 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210406 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210603 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220524 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220607 |
|
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: 20220628 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220711 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7114876 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |