JP2020061338A - 全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、及び、全固体リチウムイオン電池の製造方法 - Google Patents
全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、及び、全固体リチウムイオン電池の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020061338A JP2020061338A JP2018193804A JP2018193804A JP2020061338A JP 2020061338 A JP2020061338 A JP 2020061338A JP 2018193804 A JP2018193804 A JP 2018193804A JP 2018193804 A JP2018193804 A JP 2018193804A JP 2020061338 A JP2020061338 A JP 2020061338A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- solid
- positive electrode
- ion battery
- electrode active
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
ニッケル源:コバルト源:マンガン源が、モル比でNi:Co:Mn=85〜90:7〜9:0〜7.5(ただし、Mn=0を除く)となるように調製した遷移金属水溶液を準備する。ニッケル源、コバルト源、マンガン源は、以下の実施例ではいずれも硫酸塩を用いているが、それぞれ硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩等から選択される少なくとも1種の組み合わせであってもよい。
本発明の実施形態に係る全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法によって製造された全固体リチウムイオン電池用正極活物質を用いて正極層を形成し、固体電解質層、当該正極層及び負極層を備えた全固体リチウムイオン電池を作製することができる。
硫酸ニッケル:硫酸コバルト:硫酸マンガンがモル比で88:9:3となるように調製した遷移金属水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、アンモニア水を別々の槽に用意し、これらを一つの反応槽に投入して晶析法により反応させ、ろ過、水洗及び乾燥を行うことで組成式:Ni0.88Co0.09Mn0.03(OH)2で示される前駆体粉体を得た。この前駆体の比表面積を測定したところ、21m2/gであった。また、この前駆体の平均粒径D50を測定したところ、14μmであった。
実施例1と同じ前駆体粉体を用い、D90が20μm以下であるLiOH・H2Oとともに、湿度が60%の大気雰囲気にて物質量比Li/(Ni+Co+Mn+Nb)が1.01となるように一つの袋に計量し、袋を膨らませたまま開口部を手で握って粉が漏れないようにして、握ってない方の手を袋の底にあてて両方の手で袋を揺らして粗混合した。この粗混合した粉体を袋から全てヘンシェルミキサーに入れて、1500rpmで5分間混合し、この混合した粉体をアルミナ匣鉢に充填した。焼成炉中に酸素を充填し、該アルミナ匣鉢を焼成炉中に入れて0.1MPaの酸素雰囲気とし、350℃で2時間保持した後、490℃で8時間保持し、さらに昇温して750℃で4時間保持した。これを5℃/minで室温まで冷却した。冷却後、焼成炉から該アルミナ匣鉢をドライエアー中に取り出し、ロールクラッシャーとACMパルベライザーで解砕した。解砕した粉を、リチウムエトキシド、ニオブペンタエトキシドとともに、(Ni+Co+Mn):LiOC2H5:Nb(OC2H5)5=1:0.0033:0.0033の物質量比になるようにドライエアー中で秤量し、両アルコキシドをエタノール中に分散させて分散液となし、該解砕した粉および該分散液とともに常法にて転動流動装置によるリチウムニオブ酸化物被覆を行って比較例1の正極活物質とした。比較例1の正極活物質の比表面積を測定したところ、0.9m2/gであった。また、比較例1の正極活物質の粒子断面をEPMAで観察したところ、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の表面にNbが被覆されていたが、ところどころ無被覆の部分が存在していて粒子表面が露出しており、しかも粒子表面で凹部になっているところに多く存在していた。さらに、比較例1の正極活物質の平均粒径D50を測定したところ、14μmであった。
実施例1および比較例1で用いた前駆体粉体に代えて、平均粒径D50が14μmで比表面積が6m2/gの前駆体粉体を用いたこと以外は比較例1と同様に正極活物質を作製した。この正極活物質の比表面積を測定したところ、0.3m2/gとなった。この正極活物質の粒子断面をEPMAで観察したところ、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の表面にNbが均一に被覆されており、粒子表面にリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が露出していることはなかった。さらに、参考例1の正極活物質の平均粒径D50を測定したところ、14μmであった。
実施例1においてロッキングミキサーでなく、振動ミルを用いて試験を行った。具体的には実施例1と同量の前駆体粉体、同量のシュウ酸ニオブ水溶液を直径5mmのアルミナメディアとともに振動ミルポットに入れ、60分混合した。このようにして得られたシュウ酸ニオブが被覆された前駆体粉体を用いて実施例1と同じように正極活物質を作製した。この正極活物質の比表面積は0.8m2/gであった。この正極活物質の粒子断面をEPMAで観察したところ、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の表面にNbが部分的にのみ被覆されていて、一部はリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が粒子表面に露出していた。さらに、比較例2の正極活物質の平均粒径D50を測定したところ、10μmであった。
実施例1においてロッキングミキサーでなく、手混練による試験を行った。具体的には実施例1と同量の前駆体粉体をガラス面上に載せ、実施例1と同量のシュウ酸ニオブ水溶液をビュレットから徐々に滴下しながらペイントナイフを用いて混練し、シュウ酸ニオブが被覆された前駆体粉体を得た。これをD90が20μm以下であるLiOH・H2Oとともに、湿度が60%の大気雰囲気にて物質量比Li/(Ni+Co+Mn+Nb)が1.01となるように一つの袋に計量し、袋を膨らませたまま開口部を手で握って粉が漏れないようにして、握ってない方の手を袋の底にあてて両方の手で袋を揺らして粗混合した。この粗混合した粉体を袋から全てヘンシェルミキサーに入れて、1500rpmで5分間混合し、この混合した粉体をアルミナ匣鉢に充填した。焼成炉中に酸素を充填し、該アルミナ匣鉢を焼成炉中に入れて0.1MPaの酸素雰囲気とし、350℃で2時間保持した後、490℃で8時間保持し、さらに昇温して750℃で4時間保持した。これを5℃/minで室温まで冷却した。冷却後、焼成炉から該アルミナ匣鉢をドライエアー中に取り出し、ロールクラッシャーとACMパルベライザーで解砕して参考例2の正極活物質とした。参考例2の正極活物質の比表面積を測定したところ、0.7m2/gであった。参考例2の正極活物質の粒子断面をEPMAで観察したところ、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の表面にNbが均一に被覆されており、粒子表面にリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が露出していることはなかった。さらに、参考例2の正極活物質の平均粒径D50を測定したところ、14μmであった。
Claims (5)
- ニッケル、コバルト及びマンガンで構成される遷移金属の水酸化物であって、且つ、平均粒径D50が10μm以上で比表面積が20m2/g以上である水酸化物前駆体をロッキングミキサー中に投入し、シュウ酸ニオブ水溶液を噴霧してシュウ酸ニオブが被覆された前駆体粉体を作製する工程と、
前記シュウ酸ニオブが被覆された前駆体粉体とリチウム化合物とを乾式混合して焼成する工程と、
を含む全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法。 - 前記ニッケル、コバルト及びマンガンで構成される遷移金属の水酸化物前駆体におけるニッケルとコバルトとマンガンとの物質量比が、前記ニッケル、コバルト及びマンガンの総物質量を100とすると、85〜90:7〜9:0〜7.5(ただし、0を除く)で表され、前記リチウム化合物がLiOH・H2Oである請求項1に記載の全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法。
- 前記LiOH・H2OのD90が20μm以下である請求項2に記載の全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法。
- 前記正極活物質の平均粒径D50が10μm以上かつ比表面積が0.5m2/g以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法によって製造された全固体リチウムイオン電池用正極活物質を用いて正極層を形成し、前記正極層、固体電解質層及び負極層を用いて全固体リチウムイオン電池を製造する全固体リチウムイオン電池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018193804A JP7118851B2 (ja) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | 全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、及び、全固体リチウムイオン電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018193804A JP7118851B2 (ja) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | 全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、及び、全固体リチウムイオン電池の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020061338A true JP2020061338A (ja) | 2020-04-16 |
JP7118851B2 JP7118851B2 (ja) | 2022-08-16 |
Family
ID=70219071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018193804A Active JP7118851B2 (ja) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | 全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、及び、全固体リチウムイオン電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7118851B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020062632A (ja) * | 2018-10-19 | 2020-04-23 | Jx金属株式会社 | 粉末粒子の被覆方法、全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、全固体リチウムイオン電池の製造方法 |
CN111916729A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-10 | 合肥工业大学 | 一种三元镍钴锰酸锂材料及制备方法和应用 |
WO2023153346A1 (ja) * | 2022-02-08 | 2023-08-17 | 住友化学株式会社 | 固体リチウム二次電池用正極活物質及び固体リチウム二次電池用正極活物質の製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1173966A (ja) * | 1997-07-01 | 1999-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池およびその正極活物質の製造法 |
JP2015002120A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | 住友金属鉱山株式会社 | ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物及びその製造方法 |
JP2017098196A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、被覆液の製造方法 |
JP2018073686A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 住友化学株式会社 | リチウム二次電池用正極活物質前駆体、リチウム二次電池用正極活物質の製造方法 |
-
2018
- 2018-10-12 JP JP2018193804A patent/JP7118851B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1173966A (ja) * | 1997-07-01 | 1999-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池およびその正極活物質の製造法 |
JP2015002120A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | 住友金属鉱山株式会社 | ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物及びその製造方法 |
JP2017098196A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、被覆液の製造方法 |
JP2018073686A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 住友化学株式会社 | リチウム二次電池用正極活物質前駆体、リチウム二次電池用正極活物質の製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020062632A (ja) * | 2018-10-19 | 2020-04-23 | Jx金属株式会社 | 粉末粒子の被覆方法、全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、全固体リチウムイオン電池の製造方法 |
JP7266988B2 (ja) | 2018-10-19 | 2023-05-01 | Jx金属株式会社 | 粉末粒子の被覆方法、全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、全固体リチウムイオン電池の製造方法 |
CN111916729A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-10 | 合肥工业大学 | 一种三元镍钴锰酸锂材料及制备方法和应用 |
WO2023153346A1 (ja) * | 2022-02-08 | 2023-08-17 | 住友化学株式会社 | 固体リチウム二次電池用正極活物質及び固体リチウム二次電池用正極活物質の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7118851B2 (ja) | 2022-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5742935B2 (ja) | 正極活物質粒子、並びにそれを用いた正極及び全固体電池 | |
JP5681427B2 (ja) | リチウム−遷移金属酸化物粉体およびその製造方法、リチウムイオン電池用正極活物質、並びにリチウムイオン二次電池 | |
JP6744880B2 (ja) | リチウムイオン電池用正極活物質、リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、リチウムイオン電池用正極及びリチウムイオン電池 | |
US9774037B2 (en) | Positive electrode composition for non-aqueous electrolyte secondary battery, method of manufacturing thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
WO2017206633A1 (zh) | 一种高倍率型钴酸锂正极材料及其制备方法 | |
CN111261851B (zh) | 一种锂离子电池三元正极材料及其制备方法 | |
CN105161693B (zh) | 一种高循环锂电多元正极材料ncm及其制备方法 | |
CN108140820A (zh) | 锂二次电池用正极活性材料及其制备方法 | |
CN110233259A (zh) | 正极活性材料、正极极片及电化学储能装置 | |
KR20130061038A (ko) | 이종 금속이 도핑된 리튬 티탄 복합 산화물의 제조 방법, 및 이에 의하여 제조된 이종 금속이 도핑된 리튬 티탄 복합 산화물 | |
CN109004212B (zh) | 一种大倍率锰酸锂正极材料及其制备方法 | |
CN106848213B (zh) | 活性物质复合体的制造方法 | |
JP2020061338A (ja) | 全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、及び、全固体リチウムイオン電池の製造方法 | |
JP2015111560A (ja) | 非水電解液二次電池用正極組成物及びその製造方法 | |
Zeng et al. | Nano‐Sized AlPO4 Coating Layer on Graphite Powder to Improve the Electrochemical Properties of High‐Voltage Graphite/LiNi0. 5Mn1. 5O4 Li‐Ion Cells | |
CN109192956A (zh) | 磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料及制备方法 | |
CN110235290A (zh) | 正极活性物质及其制造方法、正极以及锂离子电池 | |
JP6737930B1 (ja) | 全固体リチウムイオン電池用正極活物質、全固体リチウムイオン電池用正極、全固体リチウムイオン電池、及び全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法 | |
KR101600476B1 (ko) | 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 코어와 이의 전체 또는 일부에 코팅된 산화물계 고체 전해질로 이루어진 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이온 전지 | |
CN106654224B (zh) | 一种钴酸锂复合材料及其制备方法、正极材料 | |
CN106898734A (zh) | 正极活性材料包覆液及其制备方法以及正极活性材料的包覆方法 | |
JP7109334B2 (ja) | 全固体リチウムイオン電池用正極の製造方法及び全固体リチウムイオン電池の製造方法 | |
JP7118843B2 (ja) | 全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、及び全固体リチウムイオン電池の製造方法 | |
KR20180074340A (ko) | 리튬 이차 전지용 양극 활물질 제조 방법 | |
Zhang et al. | Integrating a ferroelectric interface with a well-tuned electronic structure in lithium-rich layered oxide cathodes for enhanced lithium storage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210916 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220615 |
|
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: 20220712 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220803 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7118851 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |