JP2021157925A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
図1は、第1実施形態にかかるリチウムイオン二次電池の模式図である。図1に示すリチウムイオン二次電池100は、発電素子40と外装体50と非水電解液(図示略)とを備える。外装体50は、発電素子40の周囲を被覆する。発電素子40は、接続された一対の端子60、62によって外部と接続される。非水電解液は、外装体50内に収容されている。
発電素子40は、正極20と負極30とセパレータ10とを備える。
セパレータ10は、正極20と負極30とに挟まれる。セパレータ10は、正極20と負極30とを隔離し、正極20と負極30との短絡を防ぐ。リチウムイオンは、セパレータ10を通過できる。
正極20は、正極集電体22と正極活物質層24とを有する。正極活物質層24は、正極集電体22の少なくとも一面に形成されている。
正極集電体22は、例えば、導電性の板材である。正極集電体22は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、ステンレス等の金属薄板である。
正極活物質層24は、例えば、正極活物質と導電助剤とバインダーとを有する。
組成式(1)において、wは0.8<w<1.2を満たし、x+yは0.9<x+y<1.1を満たし、yは0≦y<0.1を満たし、zは0≦z<0.05を満たす。組成式(1)においてMはTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、MnおよびCuのうちの少なくとも1種である。組成式(1)においてNはNa、Mg、Al、Si、K、Ca、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、WおよびBiのうちの少なくとも1種である。組成式(1)においてXはF、ClおよびSのうちの少なくとも1種である。リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、wの値は完全放電状態における値を表している。マンガン酸リチウム(LiMnO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)は、組成式(1)の一例である。
組成式(2)において、xは0.8<w<1.2を満たし、yは0≦y<0.15を満たし、zは0≦z<0.05を満たす。組成式(2)においてMはTi、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Mn、Cu、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、LaおよびWのうちの少なくとも1種である。組成式(2)においてXはF、ClおよびSのうちの少なくとも1種である。リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、xの値は完全放電状態における値を表している。コバルト酸リチウム(LiCoO2)は、組成式(2)の一例である。
LiaMbPO4 ・・・(3)
組成式(3)においてaは0≦a≦2.0を満たし、bは0.5≦b≦2.0を満たす。組成式(3)においてMは、2族から15族から選ばれる元素のうちの少なくとも1種である。リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、aの値は完全放電状態における値を表している。
LivMn2−wMwOxFy ・・・(4)
組成式(4)においてvは0.9≦v≦1.1を満たし、wは1.0≦w≦0.6を満たし、xは3.7≦x≦4.1を満たし、yは0≦y≦0.1を満たす。組成式(4)にいてMは、Co、Ni、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Mo、Sn、Ca、Sr及びWのうちの少なくとも1種である。リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、vの値は完全放電状態における値を表している。リチウムマンガンスピネル(LiMn2O4)は、組成式(4)の一例である。
負極30は、例えば、負極集電体32と負極活物質層34とを有する。負極活物質層34は、負極集電体32の少なくとも一面に形成されている。
負極集電体32は、例えば、導電性の板材である。負極集電体32は、正極集電体22と同様のものを用いることができる。
負極活物質層34は、負極活物質を含む。また必要に応じて、導電材、バインダー、固体電解質を含んでもよい。
端子60、62は、それぞれ正極20と負極30とに接続されている。正極20に接続された端子60は正極端子であり、負極30に接続された端子62は負極端子である。端子60、62は、外部との電気的接続を担う。端子60、62は、アルミニウム、ニッケル、銅等の導電材料から形成されている。接続方法は、溶接でもネジ止めでもよい。端子60、62は短絡を防ぐために、絶縁テープで保護することが好ましい。
外装体50は、その内部に発電素子40及び非水電解液を密封する。外装体50は、非水電解液の外部への漏出や、外部からのリチウムイオン二次電池100内部への水分等の侵入等を抑止する。
非水電解液は、外装体50内に封入され、発電素子40に含浸している。
非水電解液は、例えば、非水溶媒と電解質とを有する。電解質は、非水溶媒に溶解している。
まず正極活物質25を作製する。コア26は、固相反応法等により作製できる。中間層28及び被覆層27は、複合化処理により形成する。複合化処理は、例えば、メカニカルアロイング法である。まず中間層28となる材料の粉末とコア26とを機械的に混合し、コア26の表面に中間層28が形成された粒子を作製する。次いで、作製された粒子と被覆層27となる材料の粉末とを機械的に混合すると、中間層28の表面に被覆層27が形成され、正極活物質25が得られる。中間層28となる材料の粉末及び被覆層27となる材料の粉末は、それぞれ固相反応法等により作製できる。また被覆層27は、コーティングにより形成してもよい。コーティングは、コーティング液中に中間層28が形成されたコア26を投入し、熱処理する。
(正極の作製)
まず正極活物質を作製した。酸化コバルトと炭酸リチウムとを、CoとLiとのモル比が1:1となるように混合し、1000℃で6時間焼成後、徐冷し、コア26を作製した。またコア26と焼成後の冷却条件を急冷とした点以外は同様の手順で、中間層28となる材料を作製した。コア26の粉末97質量%と中間層28となる材料3質量%とを、ホソカワミクロン株式会社製の混合機を用いて、機械的に互いに擦りながら混合し、中間層28がコア26を被覆した粒子を作製した。
負極活物質と導電材とバインダーとを混合し、負極合材を作製した。負極活物質はグラファイト、導電材はカーボンブラック、バインダーはカルボキシメチルセルロース(CMC)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)とした。負極活物質と導電材とバインダーは質量比で90:5:5とした。この負極合剤を、蒸留水に分散させて負極スラリーを作製した。そして、厚さ10μmの銅箔の一面に、負極スラリーを塗布した。塗布後に、100℃で乾燥させ、溶媒を除去して負極活物質層を形成した。
作製した負極と正極とを、所定の形状に打ち抜き、厚さ25μmのポリプロピレン製のセパレータを介して交互に積層し、負極9枚と正極8枚とを積層することで積層体を作製した。
作製したリチウムイオン電池のサイクル特性を評価した。サイクル特性は、1C/1Cの充放電サイクルで評価を行った。
サイクル特性は、二次電池充放電試験装置を用いて行った。電圧範囲は、4.3Vから3.0Vまでとした。まずプレ処理として初回の充電のみを0.2C定電流充電にて行た。その後、サイクル特性を求めるための充放電を行った。充電は定電流定電圧で行った。充電は、1.0Cの電流値で充電し、4.3Vに到達後、1C電流値の5%の電流値になったときに終了した。放電は、1.0Cでの電流値で放電する条件で行った。なお、サイクル特性は容量維持率(%)として評価した。容量維持率(%)は、1サイクル目の放電容量を初期放電容量とし、初期放電容量に対する500サイクル後の放電容量の割合である。容量維持率(%)は、以下の数式で表される。
容量維持率(%)=(「500サイクル後における放電容量」/「1サイクル目の放電容量」)×100
実施例2〜6は、正極活物質のコア及び中間層の材料を変えた点が実施例1と異なる。 実施例2は、正極活物質のコア及び中間層をLiNi0.5Co0.2Mn0.3(表1ではNCM523と表記する。)とした。
実施例3は、正極活物質のコア及び中間層をLiNi0.6Co0.2Mn0.2(表1ではNCM622と表記する。)とした。
実施例4は、正極活物質のコア及び中間層をLiNi0.8Co0.1Mn0.1(表1ではNCM811と表記する。)とした。
実施例5は、正極活物質のコア及び中間層をLiNi0.85Co0.12Al0.03(表1ではNCAと表記する。)とした。
実施例6は、正極活物質のコア及び中間層をLiFePO4(表1ではLFPと表記する。)とした。
実施例2〜6についてもサイクル特性を評価し、その結果を表1に示す。
実施例7〜9は、非水電解液に含まれるリン酸塩を変えた点が実施例1と異なる。
実施例7は、リン酸塩をモノフルオロリン酸リチウム(Li2PO3F)とした。
実施例8は、リン酸塩をリン酸三リチウム(Li3PO4)とした。
実施例9は、リン酸塩をリン酸三ナトリウム(Na3PO4)とした。
実施例7〜9についてもサイクル特性を評価し、その結果を表1に示す。
実施例10は、正極活物質に中間層を設けずに、被覆層のみを形成した点が実施例1と異なる。実施例10についてもサイクル特性を評価し、その結果を表1に示す。
実施例11〜17は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)の非水電解液に対する添加量を変更した。
実施例11は、添加量を10ppmとした。
実施例12は、添加量を1000ppmとした。
実施例13は、添加量を5000ppmとした。
実施例14は、添加量を10000ppmとした。
実施例15は、添加量を75000ppmとした。
実施例16は、添加量を130000ppmとした。
実施例17は、添加量を150000ppmとした。
実施例11〜17についてもサイクル特性を評価し、その結果を表1に示す。
実施例18〜25は、正極活物質の被覆層の材料を変えた点が実施例1と異なる。
実施例18は、正極活物質の被覆層をAl2O3とした。
実施例19は、正極活物質の被覆層をTiO2とした。
実施例20は、正極活物質の被覆層をLi2Oとした。
実施例21は、正極活物質の被覆層をMgOとした。
実施例22は、正極活物質の被覆層をMgF2とした。
実施例23は、正極活物質の被覆層をNCAとした。
実施例24は、正極活物質の被覆層をNCM523とした。
実施例11〜17についてもサイクル特性を評価し、その結果を表1に示す。
比較例1は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)を非水電解液に添加しなかった点が実施例1と異なる。
比較例2は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)を非水電解液に添加せず、中間層を設けなかった点が実施例1と異なる。
比較例3は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)に変えて炭酸リチウムを非水電解液に添加した点が実施例1と異なる。炭酸リチウムの非水電解液に対する添加量は100ppmとした。
比較例1は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)に変えて水酸化リチウムを非水電解液に添加した点が実施例1と異なる。水酸化リチウムの非水電解液に対する添加量は100ppmとした。
比較例1〜4についてもサイクル特性を評価し、その結果を表1に示す。
実施例25〜27は、非水電解液に含まれるリン酸塩を変えた点が実施例5と異なる。
実施例25は、リン酸塩をモノフルオロリン酸リチウム(Li2PO3F)とした。
実施例26は、リン酸塩をリン酸三リチウム(Li3PO4)とした。
実施例27は、リン酸塩をリン酸三ナトリウム(Na3PO4)とした。
実施例25〜27についてもサイクル特性を評価し、その結果を表2に示す。
実施例28は、正極活物質に中間層を設けずに、被覆層のみを形成した点が実施例5と異なる。実施例28についてもサイクル特性を評価し、その結果を表2に示す。
実施例29〜35は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)の非水電解液に対する添加量を変更した。
実施例29は、添加量を10ppmとした。
実施例30は、添加量を1000ppmとした。
実施例31は、添加量を5000ppmとした。
実施例32は、添加量を10000ppmとした。
実施例33は、添加量を75000ppmとした。
実施例34は、添加量を130000ppmとした。
実施例35は、添加量を150000ppmとした。
実施例29〜35についてもサイクル特性を評価し、その結果を表2に示す。
実施例36〜42は、正極活物質の被覆層の材料を変得た点が実施例5と異なる。
実施例36は、正極活物質の被覆層をAl2O3とした。
実施例37は、正極活物質の被覆層をTiO2とした。
実施例38は、正極活物質の被覆層をLi2Oとした。
実施例39は、正極活物質の被覆層をMgOとした。
実施例40は、正極活物質の被覆層をMgF2とした。
実施例41は、正極活物質の被覆層をNCAとした。
実施例42は、正極活物質の被覆層をNCM523とした。
実施例36〜42についてもサイクル特性を評価し、その結果を表2に示す。
比較例5は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)を非水電解液に添加しなかった点が実施例5と異なる。
比較例6は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)を非水電解液に添加せず、中間層を設けなかった点が実施例5と異なる。
比較例7は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)に変えて炭酸リチウムを非水電解液に添加した点が実施例5と異なる。炭酸リチウムの非水電解液に対する添加量は100ppmとした。
比較例8は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)に変えて水酸化リチウムを非水電解液に添加した点が実施例5と異なる。水酸化リチウムの非水電解液に対する添加量は100ppmとした。
比較例5〜8についてもサイクル特性を評価し、その結果を表2に示す。
実施例43〜47は、負極活物質をグラファイトから変更した。
実施例43は、負極スラリーを作製せずに、銅箔(負極集電体)の一面にLi箔を貼り付けた点が実施例1と異なる。実施例43は、負極がLi負極である。
実施例44は、負極活物質としてシリコン(Si)を用いた点が実施例1と異なる。実施例44は、負極がSi負極である。
実施例45は、負極活物質としてシリコン(Si)とグラファイトを用いた点が実施例1と異なる。実施例45は、負極がSiとグラファイトの混合負極である。
実施例46は、負極活物質として酸化シリコン(SiO)を用いた点が実施例1と異なる。
実施例47は、負極活物質として酸化シリコン(SiO)とグラファイトを用いた点が実施例1と異なる。
実施例43〜47についてもサイクル特性を評価し、その結果を表3に示す。
リチウムイオン二次電池を、25℃の恒温槽内で、電流密度として0.2Cに相当する電流値で3.7Vまで定電流で充電し、3.7Vで定電圧充電を行った。定電圧充電は、電流密度が0.05Cに相当する値に低下するまで続けた。
その後、25℃で1週間待機した後のリチウムイオン二次電池の電圧をV1とし、さらに25℃で24時間保管した後の電圧をV2として記録した。24時間経過後の電圧降下量から自己放電特性を(V1−V2)/24と定義した。リチウムイオン二次電池は、電圧降下量が小さいほど、自己放電特性に優れる。その結果を表3に示す。
比較例9は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)を非水電解液に添加しなかった点が実施例43と異なる。
比較例10は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)を非水電解液に添加しなかった点が実施例44と異なる。
比較例11は、ジフオロリン酸リチウム(LiPO2F2)を非水電解液に添加しなかった点が実施例46と異なる。
比較例9〜11についてもサイクル特性を評価し、その結果を表3に示す。
20 正極
22 正極集電体
24 正極活物質層
25、25A、25B 正極活物質
26 コア
27 被覆層
27A クラック
28 中間層
29 リチウム化合物
30 負極
32 負極集電体
34 負極活物質層
40 発電素子
50 外装体
52 金属箔
54 樹脂層
60、62 端子
100 リチウムイオン二次電池
M 金属
Claims (8)
- 活物質を含む正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に挟まれたセパレータと、
非水電解液と、を有し、
前記活物質は、リチウム複合酸化物を含むコアと、前記コアの表面の少なくとも一部を被覆する被覆層と、を有し、
前記被覆層は、前記リチウム複合酸化物と異なる酸化物又はフッ化物を含み、
前記非水電解液は、リン酸塩を含む、リチウムイオン二次電池。 - 前記被覆層は、前記正極の充放電電圧においてリチウムイオンを脱挿入しない、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記活物質は、前記コアと前記被覆層との間の表面の少なくとも一部に中間層を有し、
前記中間層は、リチウム複合酸化物を含み、
前記中間層に含まれるリチウム複合酸化物は、前記コアに含まれるリチウム複合酸化物と組成が略同等であり、前記コアに含まれるリチウム複合酸化物と比較して結晶性が低い、請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池。 - 前記被覆層は、クラックを有し、
前記クラックは、前記被覆層と組成が異なるリチウム化合物で被覆されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。 - 前記リン酸塩は、ジフルオロリン酸塩である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記非水電解液における前記リン酸塩の濃度は、10ppm以上130000ppm以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記負極は、シリコンを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記負極は、金属リチウムを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023136642A1 (ko) * | 2022-01-12 | 2023-07-20 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 리튬 금속 음극 및 이를 포함하는 전기화학소자 |
WO2023184489A1 (zh) * | 2022-04-01 | 2023-10-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池、电池模块、电池包和用电装置 |
WO2024003664A1 (ja) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 正極活物質の作製方法 |
WO2024070707A1 (ja) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 二次電池用負極材料および二次電池 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015111194A1 (ja) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス |
WO2016017092A1 (ja) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JP2016154061A (ja) * | 2013-06-19 | 2016-08-25 | 日産自動車株式会社 | 非水電解質二次電池 |
WO2017038041A1 (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JP2018163806A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016154061A (ja) * | 2013-06-19 | 2016-08-25 | 日産自動車株式会社 | 非水電解質二次電池 |
WO2015111194A1 (ja) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス |
WO2016017092A1 (ja) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
WO2017038041A1 (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JP2018163806A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023136642A1 (ko) * | 2022-01-12 | 2023-07-20 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 리튬 금속 음극 및 이를 포함하는 전기화학소자 |
WO2023184489A1 (zh) * | 2022-04-01 | 2023-10-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池、电池模块、电池包和用电装置 |
WO2024003664A1 (ja) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 正極活物質の作製方法 |
WO2024070707A1 (ja) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 二次電池用負極材料および二次電池 |
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