JP2023137856A - FeOHSO4粒子の製造方法、リチウムイオン二次電池用の正極活物質、及びリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
《態様1》
硫酸鉄の水和物を、3.0℃/分以下の昇温速度かつ400℃以下の最高到達温度で焼成する工程を含む、FeOHSO4粒子の製造方法。
《態様2》
前記硫酸鉄の水和物は、硫酸鉄七水和物である、態様1に記載の方法。
《態様3》
前記焼成する工程は、前記最高到達温度まで昇温した後に10時間~300時間温度を維持することを含む、態様1又は2に記載の方法。
《態様4》
前記最高到達温度は、100℃~300℃の範囲内の温度である、態様3に記載の方法。
《態様5》
前記焼成する工程を大気雰囲気下で行う、態様1~4のいずれか一つに記載の方法。
《態様6》
前記FeOHSO4粒子は、CuKα線を用いたX線回折測定において、34.5°≦2θ≦35.5°のピーク強度(Ia)に対する33.5°≦2θ<34.5°のピーク強度(Ib)の比(Ib/Ia)が0.430未満である、態様1~5のいずれか一つに記載の方法。
《態様7》
前記FeOHSO4粒子は、リチウムイオン二次電池用の正極活物質である、態様1~6のいずれか一つに記載の方法。
《態様8》
一般式FeOHSO4で示される組成を有し、かつCuKα線を用いたX線回折測定において、34.5°≦2θ≦35.5°のピーク強度(Ia)に対する33.5°≦2θ<34.5°のピーク強度(Ib)の比(Ib/Ia)が0.430未満である、リチウムイオン二次電池用の正極活物質。
《態様9》
正極活物質層が、態様8に記載の正極活物質を含有している、リチウムイオン二次電池。
本開示の製造方法は、硫酸鉄の水和物を、3.0℃/分以下の昇温速度かつ400℃以下の最高到達温度で焼成する工程を含む、FeOHSO4粒子の製造方法である。
本開示の製造方法は、硫酸鉄の水和物を所定の条件で焼成することを含む。
本開示の製造方法は、3.0℃/分以下の昇温速度かつ400℃以下の最高到達温度で焼成する工程を含む。
本開示の製造方法によって製造されるFeOHSO4粒子は、CuKα線を用いたX線回折測定において、34.5°≦2θ≦35.5°のピーク強度(Ia)に対する33.5°≦2θ<34.5°のピーク強度(Ib)の比(Ib/Ia)が0.43未満であることができる。
本開示の正極活物質は、一般式FeOHSO4で示される組成を有し、かつCuKα線を用いたX線回折測定において、34.5°≦2θ≦35.5°のピーク強度(Ia)に対する33.5°≦2θ<34.5°のピーク強度(Ib)の比(Ib/Ia)が0.43以下である、リチウムイオン二次電池用の正極活物質である。
本開示のリチウムイオン二次電池は、正極活物質層が本開示の正極活物質を含有している。
〈FeOHSO4粒子の製造〉
以下の表1に示すように、FeSO4・7H2Oを、25℃の開始温度から、各例に応じて所定の昇温速度で、280℃の最高到達温度まで昇温し、最高到達温度で100時間維持する焼成を行うことにより、各例のFeOHSO4粒子を製造した。
得られた各例のFeOHSO4粒子に対して、CuKαを用いたX線回折測定を実施して、図2に示すようなX線回折スペクトルを得た。なお、図2では実施例1及び5、並びに比較例1のみが示されているが、他の例についても測定を行った。
各例のFeOHSO4粒子を正極活物質として用いて、コイン型のリチウムイオン二次電池を製造した。具体的には、次のようにして各例のコイン型のリチウムイオン二次電池を製造した。
各例の製造条件及び試験結果(ピーク強度比Ib/Ia及び放電容量)を、表1に示した。また、ピーク強度比Ib/Iaと放電容量との関係を、表3に示した。
10 正極電極体層
11 正極集電体層
12 正極活物質層
20 セパレータ層
30 負極電極体層
31 負極集電体層
32 負極活物質層
40 電解液
Claims (9)
- 硫酸鉄の水和物を、3.0℃/分以下の昇温速度かつ400℃以下の最高到達温度で焼成する工程を含む、FeOHSO4粒子の製造方法。
- 前記硫酸鉄の水和物は、硫酸鉄七水和物である、請求項1に記載の方法。
- 前記焼成する工程は、前記最高到達温度まで昇温した後に10時間~300時間温度を維持することを含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記最高到達温度は、100℃~300℃の範囲内の温度である、請求項3に記載の方法。
- 前記焼成する工程を大気雰囲気下で行う、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記FeOHSO4粒子は、CuKα線を用いたX線回折測定において、34.5°≦2θ≦35.5°のピーク強度(Ia)に対する33.5°≦2θ<34.5°のピーク強度(Ib)の比(Ib/Ia)が0.430未満である、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記FeOHSO4粒子は、リチウムイオン二次電池用の正極活物質である、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 一般式FeOHSO4で示される組成を有し、かつCuKα線を用いたX線回折測定において、34.5°≦2θ≦35.5°のピーク強度(Ia)に対する33.5°≦2θ<34.5°のピーク強度(Ib)の比(Ib/Ia)が0.430未満である、リチウムイオン二次電池用の正極活物質。
- 正極活物質層は、請求項8に記載の正極活物質を含有している、リチウムイオン二次電池。
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