JP2024520028A - 充電式リチウムイオン電池用の正極活物質としてのリチウムニッケル系複合酸化物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、充電式リチウムイオン電池用の正極活物質であって、正極活物質が、Li、M’及び酸素を含み、M’が、M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量xのNiと、M’に対して0<y<40.0mol%の含有量yのCoと、M’に対して0<z<70.0mol%の含有量zのMnと、M’に対して0<a<2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Li、O、Ni、Co、Mn、F、W及びB以外の元素を含む、Dと、M’に対してb>0、好ましくは0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量cのWと、M’に対して0<e<4.0mol%の含有量eのBと、を含み、x、y、z、a、c、e及びcが、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)によって測定され、bは、イオンクロマトグラフィー(IC)によって測定され、x+y+z+a+b+c+eが、100.0mol%であり、正極活物質は、式(I)として定義されるF含有量FAと、式(II)として定義されるW含有量WAと、を有し、正極活物質が、F含有量FBと、W含有量WBと、を有し、FB及びWBが、XPS分析によって決定され、FB及びWBが、各々、X線光電子分光法によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、比FB/FA>1.0であり、比WB/WA>1.0である、正極活物質を提供する。JPEG2024520028000025.jpg23170
Description
本発明は、フッ素を含むリチウム遷移金属系酸化物粒子を含む、電動ビークル(EV)及びハイブリッド電動ビークル(HEV)用途に好適なリチウムイオン二次電池(LIB)用のリチウムニッケル系酸化物正極活物質に関する。
正極活物質は、正極において電気化学的に活性である物質として定義される。活物質とは、所定の時間にわたって電圧変化にさらされたときにLiイオンを捕捉及び放出することができる物質であると理解されたい。
したがって、本発明の目的は、電気化学セルにおける炭素含有量の低減及び容量低下率(QF)によって示されるサイクル寿命の増大などの1つ以上の改善された特性を有する正極活物質を提供することである。
謝辞
本発明は、大韓民国の通商産業資源部(MOTIE、大韓民国)の資金援助により大韓民国産業技術評価機関を通じて材料/部品技術開発プログラムの支援によってなされたものである。[プロジェクト名:8Cレートクラスの高出力(高放電レート)リチウムイオン二次電池の開発/プロジェクト番号:20011287/拠出率:100%]
本発明は、大韓民国の通商産業資源部(MOTIE、大韓民国)の資金援助により大韓民国産業技術評価機関を通じて材料/部品技術開発プログラムの支援によってなされたものである。[プロジェクト名:8Cレートクラスの高出力(高放電レート)リチウムイオン二次電池の開発/プロジェクト番号:20011287/拠出率:100%]
この目的は、リチウムイオン電池用の正極活物質であって、正極活物質は、Li、M’及び酸素を含み、M’が、
M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量x、好ましくは80.0mol%~95mol%の含有量xのNiと、
M’に対して0≦y≦40.0mol%の含有量yのCoと、
M’に対して0≦z≦70.0mol%の含有量zのMnと、
M’に対して0≦a≦2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Li、O、Ni、Co、Mn、F、W及びB以外の元素を含み、好ましくはDが、Al、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、S、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群の少なくとも1つの元素を含む、Dと、
M’に対してb>0、好ましくは0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、
M’に対してc>0、好ましくは0.1mol%~4.0mol%の含有量cのWと、
任意選択的に、M’に対して0≦d≦4.0mol%の含有量dのSと、
M’に対して0≦e≦4.0mol%の含有量eのBと、を含み、及び、
x、y、z、a、e及びcが、ICP-OESによって測定され、
bは、ICによって測定され、
x+y+z+a+b+c+d+eが、100.0mol%であり、
正極活物質が、
M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量x、好ましくは80.0mol%~95mol%の含有量xのNiと、
M’に対して0≦y≦40.0mol%の含有量yのCoと、
M’に対して0≦z≦70.0mol%の含有量zのMnと、
M’に対して0≦a≦2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Li、O、Ni、Co、Mn、F、W及びB以外の元素を含み、好ましくはDが、Al、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、S、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群の少なくとも1つの元素を含む、Dと、
M’に対してb>0、好ましくは0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、
M’に対してc>0、好ましくは0.1mol%~4.0mol%の含有量cのWと、
任意選択的に、M’に対して0≦d≦4.0mol%の含有量dのSと、
M’に対して0≦e≦4.0mol%の含有量eのBと、を含み、及び、
x、y、z、a、e及びcが、ICP-OESによって測定され、
bは、ICによって測定され、
x+y+z+a+b+c+d+eが、100.0mol%であり、
正極活物質が、
として定義されるF含有量FAと、
と定義されるW含有量WAと、を有し、
正極活物質が、F含有量FBと、W含有量WBとを有し、FB及びWBは、XPS分析によって決定され、FB及びWBは、各々、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比FB/FA>1.0であり、
比WB/WA>1.0である。
正極活物質が、F含有量FBと、W含有量WBとを有し、FB及びWBは、XPS分析によって決定され、FB及びWBは、各々、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比FB/FA>1.0であり、
比WB/WA>1.0である。
場合によっては、正極活物質は、d>0、好ましくは0.01mol%≦d≦3.0mol%の含有量dのSを更に含み、正極活物質は、
として定義されるS含有量SAを有し、
正極活物質が、XPS分析によって決定されたS含有量SBを有し、SBは、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比SB/SA>1.0である。
正極活物質が、XPS分析によって決定されたS含有量SBを有し、SBは、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比SB/SA>1.0である。
本発明は、以下の実施形態に関する。
実施形態1
第1の態様において、本発明は、リチウムイオン電池用の正極活物質であって、正極活物質は、Li、M’及び酸素を含み、M’が、
M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量xのNiと、
M’に対して0≦y≦40.0mol%の含有量yのCoと、
M’に対して0≦z≦70.0mol%の含有量zのMnと、
M’に対して0≦a≦2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Li、O、Ni、Co、Mn、F、W及びB以外の元素を含み、好ましくはDが、Al、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、S、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群の少なくとも1つの元素を含む、Dと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量cのWと、
任意選択的に、M’に対して0≦e≦4.0mol%の含有量dのSと、
M’に対して0≦e≦4.0mol%の含有量eのBと、を含み、及び
x、y、z、a、e、d、及びcが、ICP-OESによって測定され、
bが、ICによって測定され、
x+y+z+a+b+c+d+eが、100.0mol%であり、
正極活物質が、
第1の態様において、本発明は、リチウムイオン電池用の正極活物質であって、正極活物質は、Li、M’及び酸素を含み、M’が、
M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量xのNiと、
M’に対して0≦y≦40.0mol%の含有量yのCoと、
M’に対して0≦z≦70.0mol%の含有量zのMnと、
M’に対して0≦a≦2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Li、O、Ni、Co、Mn、F、W及びB以外の元素を含み、好ましくはDが、Al、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、S、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群の少なくとも1つの元素を含む、Dと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量cのWと、
任意選択的に、M’に対して0≦e≦4.0mol%の含有量dのSと、
M’に対して0≦e≦4.0mol%の含有量eのBと、を含み、及び
x、y、z、a、e、d、及びcが、ICP-OESによって測定され、
bが、ICによって測定され、
x+y+z+a+b+c+d+eが、100.0mol%であり、
正極活物質が、
として定義されるF含有量FAと、
と定義されるW含有量WAと、を有し、
正極活物質が、F含有量FBと、W含有量WBとを有し、FB及びWBは、XPS分析によって決定され、FB及びWBは、各々、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比FB/FA>1.0であり、
比WB/WA>1.0である。
正極活物質が、F含有量FBと、W含有量WBとを有し、FB及びWBは、XPS分析によって決定され、FB及びWBは、各々、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比FB/FA>1.0であり、
比WB/WA>1.0である。
好ましくは、FB/FA>2.0、より好ましくはFB/FA>5.0、最も好ましくはFB/FA≧10.0である。
好ましくは、FB/FA<60.0、より好ましくはFB/FA<50.0、最も好ましくはFB/FA≦40.0である。
好ましくは、WB/WA>2.0、より好ましくはWB/WA>5.0、最も好ましくはWB/WA≧30.0である。
好ましくは、WB/WA<100.0、より好ましくはWB/WA<90.0、最も好ましくはWB/WA≦85.0である。
好ましくは、Ni含有量は、M’に対してx≧65.0mol%、より好ましくはx≧70.0mol%、更により好ましくは75mol%超である。
好ましくは、Ni含有量は、M’に対してx≦93.0mol%、より好ましくはx≦91.0mol%、更により好ましくは87mol%未満である。
好ましくは、Co含有量は、M’に対してy>2.0mol%、より好ましくはy≧3.0mol%、更により好ましくはy≧4.0mol%である。
一実施形態において、Co含有量は、M’に対してy<20mol%、より好ましくはy<15mol%、更により好ましくはy<12.5mol%である。
好ましくは、Mn含有量は、M’に対してz>1mol%、より好ましくは≧3.0mol%、更により好ましくはz≧4.0mol%である。
一実施形態において、Mn含有量は、M’に対してy<20mol%、より好ましくはMn<15mol%、更により好ましくは<12.5mol%である。
好ましくは、aは、M’に対して0.01mol%~2.0mol%であり、好ましくは、aは、0.1mol%~1.8mol%である。
好ましくは、Bは、0.1mol%~2mol%、更により好ましくは0.2mol%~1mol%の含有量bで存在する。
好ましくは、Fは、0.1mol%~2mol%、更により好ましくは0.2mol%~1mol%の含有量bで存在する。
好ましくは、Wは、0.1mol%~2mol%、更により好ましくは0.2mol%~1mol%の含有量bで存在する。
場合によっては、本発明の正極活物質は、M’に対して0~4.0mol%、好ましくは0.1mol%~2mol%、更により好ましくは0.2mol%~1mol%の含有量でSを更に含む。
好ましくは、正極活物質は、粉末の形態である。
完全性のために、本発明の定義において、元素の含有量が記号「0≦」を使用して述べられる場合、これは、当該元素の存在が任意選択であることを意味することに留意されたい。
実施形態2
第2の実施形態において、好ましくは実施形態1に従って、当該物質が、e>0、好ましくは0.01mol%≦e≦4.0mol%の含有量eのBを含み、正極活物質は、
第2の実施形態において、好ましくは実施形態1に従って、当該物質が、e>0、好ましくは0.01mol%≦e≦4.0mol%の含有量eのBを含み、正極活物質は、
として定義されるB含有量BAを有し、
正極活物質が、XPS分析によって決定されたB含有量BBを有し、BBが、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比BB/BA>1.0である。
正極活物質が、XPS分析によって決定されたB含有量BBを有し、BBが、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比BB/BA>1.0である。
好ましくは、BB/BA>2.0である。
より好ましくは、BB/BA>5.0、最も好ましくはBB/BA≧20.0である。
好ましくは、BB/BA<60.0、より好ましくはBB/BA≦50.0である。
実施形態3
第3の態様において、本発明は、本発明の正極活物質を含む電池を提供する。
第3の態様において、本発明は、本発明の正極活物質を含む電池を提供する。
更なる態様において、本発明は、ポータブルコンピュータ、タブレット、携帯電話、電動ビークル、又はエネルギー貯蔵システムにおける、本発明による電池の使用を提供する。
実施形態4:
第4の実施形態cリチウムイオン電池用の正極活物質であって、正極活物質が、Li、M’及び酸素を含み、M’が、
M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量xのNiと、
M’に対して0≦y≦40.0mol%の含有量yのCoと、
M’に対して0≦z≦70.0mol%の含有量zのMnと、
M’に対して0≦a≦2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Al、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群のうちの少なくとも1つの元素を含む、Dと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量cのWと、
M’に対して0≦d≦3.0mol%の含有量dのSと、
M’に対して0≦e≦4.0mol%の含有量eのBと、を含み、
x、y、z、a、d、e及びcは、ICP-OESによって測定され、
bは、ICによって測定され、
x+y+z+a+b+c+d+eが、100.0mol%であり、
正極活物質が、
第4の実施形態cリチウムイオン電池用の正極活物質であって、正極活物質が、Li、M’及び酸素を含み、M’が、
M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量xのNiと、
M’に対して0≦y≦40.0mol%の含有量yのCoと、
M’に対して0≦z≦70.0mol%の含有量zのMnと、
M’に対して0≦a≦2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Al、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群のうちの少なくとも1つの元素を含む、Dと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量cのWと、
M’に対して0≦d≦3.0mol%の含有量dのSと、
M’に対して0≦e≦4.0mol%の含有量eのBと、を含み、
x、y、z、a、d、e及びcは、ICP-OESによって測定され、
bは、ICによって測定され、
x+y+z+a+b+c+d+eが、100.0mol%であり、
正極活物質が、
として定義されるF含有量FAと、
と定義されるW含有量WAと、を有し、
正極活物質が、F含有量FBと、W含有量WBとを有し、FB及びWBは、XPS分析によって決定され、FB及びWBは、各々、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、B及びSのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比FB/FA>1.0であり、
比WB/WA>1.0である。
正極活物質が、F含有量FBと、W含有量WBとを有し、FB及びWBは、XPS分析によって決定され、FB及びWBは、各々、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、B及びSのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比FB/FA>1.0であり、
比WB/WA>1.0である。
好ましくは、FB/FA>2.0である。
好ましくは、WB/WA>1.0である。
完全性のために、本発明の定義において、元素の含有量が記号「0≦」を使用して述べられる場合、これは、当該元素の存在が任意選択であることを意味することに留意されたい。
実施形態5
第5の実施形態において、好ましくは実施形態4に従って、当該物質は、0.01mol%≦d≦3.0mol%の含有量dのSを含み、正極活物質は、
第5の実施形態において、好ましくは実施形態4に従って、当該物質は、0.01mol%≦d≦3.0mol%の含有量dのSを含み、正極活物質は、
として定義されるS含有量SAを有し、
正極活物質が、XPS分析によって決定されたS含有量SBを有し、SBは、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比SB/SA>1.0である。
正極活物質が、XPS分析によって決定されたS含有量SBを有し、SBは、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比SB/SA>1.0である。
好ましくは、SB/SA>2.0である。
実施形態6
第6の実施形態において、好ましくは実施形態4又は5に従って、当該物質は、0.01mol%≦e≦4.0mol%の含有量eのBを含み、正極活物質は、
第6の実施形態において、好ましくは実施形態4又は5に従って、当該物質は、0.01mol%≦e≦4.0mol%の含有量eのBを含み、正極活物質は、
正極活物質が、XPS分析によって決定されたB含有量BBを有し、BBが、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比BB/BA>1.0である。
好ましくは、BB/BA>2.0である。
実施形態7
第7の実施形態において、本発明は、Li、M’及び酸素を含む正極活物質であって、M’が、
M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量xのNiと、
M’に対して0≦y≦40.0mol%の含有量yのCoと、
M’に対して0≦z≦70.0mol%の含有量zのMnと、
M’に対して0≦a≦2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Al、B、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、S、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群のうちの少なくとも1つの元素を含む、Dと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、
M’に対して0.0mol%~4.0mol%の含有量cのWと、
M’に対して0.01mol%~3.0mol%の含有量dのSと、
0≦e≦4.0mol%の含有量eのBと、を含み、
x、y、z、a、c、d、及びeが、ICP-OESによって測定され、
bが、ICによって測定され、
x+y+z+a+b+c+d+eが、100.0mol%であり、
正極活物質が、
第7の実施形態において、本発明は、Li、M’及び酸素を含む正極活物質であって、M’が、
M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量xのNiと、
M’に対して0≦y≦40.0mol%の含有量yのCoと、
M’に対して0≦z≦70.0mol%の含有量zのMnと、
M’に対して0≦a≦2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Al、B、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、S、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群のうちの少なくとも1つの元素を含む、Dと、
M’に対して0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、
M’に対して0.0mol%~4.0mol%の含有量cのWと、
M’に対して0.01mol%~3.0mol%の含有量dのSと、
0≦e≦4.0mol%の含有量eのBと、を含み、
x、y、z、a、c、d、及びeが、ICP-OESによって測定され、
bが、ICによって測定され、
x+y+z+a+b+c+d+eが、100.0mol%であり、
正極活物質が、
として定義されるF含有量FAと、
と定義されるS含有量SAと、を有し、
正極活物質が、F含有量FBを有し、FBは、XPS分析によって決定され、FB及びSBは、各々、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、B及びSのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比FB/FA>1.0であり、
比SB/SA>1.0である、正極活物質。
正極活物質が、F含有量FBを有し、FBは、XPS分析によって決定され、FB及びSBは、各々、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、B及びSのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比FB/FA>1.0であり、
比SB/SA>1.0である、正極活物質。
好ましくは、FB/FA>2.0である。
好ましくは、SB/SA>2.0である。
本発明による正極活物質は、典型的には、(i)炭素含有量の低減及び(ii)サイクル寿命の増大という以下の利点のうちの1つ以上を有する。これは、フッ素及びタングステン、任意選択的にホウ素を含む正極物質によって達成されると考えられる。
典型的には、本発明の正極物質は、レーザー回折粒子径分析によって決定したときに、少なくとも2μm、好ましくは少なくとも3μmのメジアン径D50を有する二次粒子を含む。
好ましくは、当該物質は、レーザー回折粒子径分析によって決定したときに、多くとも16μm、好ましくは多くとも15μmの二次粒子メジアン径D50を有する。
本発明による更なる生成物の実施形態は、上記の本明細書に記載される様々な生成物の実施形態により網羅される特徴を組み合わせることにより提供され得ることは明白である。
本発明の更なる態様において、本発明の正極物質は、以下の:
工程1)リチウム遷移金属酸化物を、F含有化合物及びW含有化合物と混合して、混合物を得る工程と、
工程2)混合物を酸化性雰囲気中、250℃以上500℃未満の温度で加熱して、正極活物質を得る工程と、を含む、方法によって調整されてもよい。
工程1)リチウム遷移金属酸化物を、F含有化合物及びW含有化合物と混合して、混合物を得る工程と、
工程2)混合物を酸化性雰囲気中、250℃以上500℃未満の温度で加熱して、正極活物質を得る工程と、を含む、方法によって調整されてもよい。
好ましくは、工程1)で使用されるF含有化合物は、PVDFである。
好ましくは、工程1)で使用されるFの量は、リチウム遷移金属酸化物の重量に対して300ppm~3000ppmである。より好ましくは、工程1)で使用されるFの量は、リチウム遷移金属酸化物の重量に対して500ppm~2000ppmである。
好ましくは、工程1)で使用されるW含有化合物は、WO3である。
好ましくは、Wの量は、リチウム遷移金属酸化物の重量に対して2000ppm~9000ppmである。より好ましくは、工程1)で使用されるWの量は、リチウム遷移金属酸化物の重量に対して3000ppm~8000ppmである。
更に好ましくは、工程1)において、B含有化合物、好ましくはH3BO3は、リチウム遷移金属酸化物の重量に対して100ppm~3000ppmのBの量で、F及びW含有化合物と一緒に添加される。
更に、本方法は、工程1と工程2との間に追加の工程を含み、追加の工程は、工程1)からの混合物を、リチウム遷移金属酸化物の重量に対して500ppm~5000ppmの量のS含有化合物を含む溶液と組み合わせることである。
好ましくは、使用されるS含有化合物は、Al2(SO4)3である。
任意選択的に、Li、O、Ni、Co、Mn、F、W及びB以外の元素含有化合物を正極物質に添加し、好ましくは、当該元素は、Al、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、S、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群からの元素のうちの少なくとも1つを含む。好ましくは、当該元素含有化合物は、遷移金属酸化物を調製する場合にリチウム源と一緒に混合工程で添加される。あるいは、当該元素含有化合物は、前駆体作製において添加されてもよい。
本発明の枠組みにおいて、ppmは、濃度の単位についての百万分率を意味し、1ppm=0.0001重量%を表す。
以下の詳細な記述では、本発明の実施を実現するために、好ましい実施形態を記載している。本発明は、これらの特定の好ましい実施形態を参照して記載されているが、本発明は、これらの好ましい実施形態に限定されないことが理解されよう。本発明は、以下の詳細な説明及び付随する図面の考察から明らかである多くの代替、改変、及び均等物を含む。
A)ICP-OES分析
正極活物質粉末のLi、Ni、Mn、Co、W、及びB、任意選択的にS含有量は、Agillent ICP 720-OESを使用することにより、誘導結合プラズマ発光分光分析(Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry、ICP-OES)法を用いて測定する。三角フラスコ中で、2グラムの生成物粉末サンプルを10mLの高純度塩酸に溶解させる。前駆体を完全に溶解させるまで、フラスコをガラスでカバーし、380℃のホットプレート上で加熱する。室温まで冷却した後、三角フラスコの溶液を250mLメスフラスコに注ぐ。その後、メスフラスコの250mLの標線まで脱イオン水を充填し、続いて、完全に均質化する。ピペットで適切な量の溶液を取り出し、2回目の希釈のために250mLメスフラスコに移し、メスフラスコの250mLの標線まで内部標準物質及び10%塩酸を充填した後、均質化させる。最後に、この50mL溶液をICP-OES測定に使用する。
正極活物質粉末のLi、Ni、Mn、Co、W、及びB、任意選択的にS含有量は、Agillent ICP 720-OESを使用することにより、誘導結合プラズマ発光分光分析(Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry、ICP-OES)法を用いて測定する。三角フラスコ中で、2グラムの生成物粉末サンプルを10mLの高純度塩酸に溶解させる。前駆体を完全に溶解させるまで、フラスコをガラスでカバーし、380℃のホットプレート上で加熱する。室温まで冷却した後、三角フラスコの溶液を250mLメスフラスコに注ぐ。その後、メスフラスコの250mLの標線まで脱イオン水を充填し、続いて、完全に均質化する。ピペットで適切な量の溶液を取り出し、2回目の希釈のために250mLメスフラスコに移し、メスフラスコの250mLの標線まで内部標準物質及び10%塩酸を充填した後、均質化させる。最後に、この50mL溶液をICP-OES測定に使用する。
B)PSD
正極活物質粉末の粒子径分布(particle size distribution)(PSD)は、各々の粉末サンプルを水性媒体中に分散させた後、Hydro MV湿式分散付属品を備えたMalvern Mastersizer 3000を使用して、レーザー回折粒子径分析によって測定される。粉末の分散を改善するために、十分な超音波照射及び撹拌を適用し、適切な界面活性剤を導入する。D50は、Hydro MV測定値によるMalvern Mastersizer 3000から得られた累積体積%分布の50%における粒子径として定義される。
正極活物質粉末の粒子径分布(particle size distribution)(PSD)は、各々の粉末サンプルを水性媒体中に分散させた後、Hydro MV湿式分散付属品を備えたMalvern Mastersizer 3000を使用して、レーザー回折粒子径分析によって測定される。粉末の分散を改善するために、十分な超音波照射及び撹拌を適用し、適切な界面活性剤を導入する。D50は、Hydro MV測定値によるMalvern Mastersizer 3000から得られた累積体積%分布の50%における粒子径として定義される。
C)イオンクロマトグラフィー(IC)分析
正極活物質粉末中のF量は、Dionex ICS-2100(Thermo scientific)を使用することによりイオンクロマトグラフィー(Ion Chromatography)(IC)法を用いて測定される。250mLメスフラスコ及び100mLメスフラスコを、使用前に65wt%のHNO3と脱イオン水との体積比1:1の混合溶液ですすいだ後、フラスコを脱イオン水で少なくとも5回すすぐ。2mLのHNO3、2mLのH2O2、及び2mLの脱イオン水を溶媒として混合する。0.5グラムの粉末サンプルを混合溶媒中に溶解させる。溶液を容器から250mLメスフラスコに完全に移し、フラスコの250mLの標線まで脱イオン水を充填する。充填したフラスコを十分に振盪して溶液の均質性を確保する。250mLフラスコから9mLの溶液を100mLメスフラスコに移す。100mLメスフラスコの100mLの標線まで脱イオン水を充填し、希釈溶液を十分に振盪して均一なサンプル溶液を得る。2mLのサンプル溶液を、IC測定のためにsyringe-OnGuardカートリッジを介して5mLのICバイアルに挿入する。
正極活物質粉末中のF量は、Dionex ICS-2100(Thermo scientific)を使用することによりイオンクロマトグラフィー(Ion Chromatography)(IC)法を用いて測定される。250mLメスフラスコ及び100mLメスフラスコを、使用前に65wt%のHNO3と脱イオン水との体積比1:1の混合溶液ですすいだ後、フラスコを脱イオン水で少なくとも5回すすぐ。2mLのHNO3、2mLのH2O2、及び2mLの脱イオン水を溶媒として混合する。0.5グラムの粉末サンプルを混合溶媒中に溶解させる。溶液を容器から250mLメスフラスコに完全に移し、フラスコの250mLの標線まで脱イオン水を充填する。充填したフラスコを十分に振盪して溶液の均質性を確保する。250mLフラスコから9mLの溶液を100mLメスフラスコに移す。100mLメスフラスコの100mLの標線まで脱イオン水を充填し、希釈溶液を十分に振盪して均一なサンプル溶液を得る。2mLのサンプル溶液を、IC測定のためにsyringe-OnGuardカートリッジを介して5mLのICバイアルに挿入する。
D)コインセル試験
Dl)コインセルの作製
正極の作製に関しては、溶媒(NMP,Mitsubishi)中に正極活物質粉末、コンダクタ(Super P,Timcal)、バインダー(KF#9305,Kureha)を、重量比96.5:1.5:2.0の配合で含有するスラリーを、高速ホモジナイザーによって作製する。均質化したスラリーを、170pmのギャップでドクターブレードコータを使用してアルミニウム箔の片面上に塗り広げる。スラリーでコーティングした箔をオーブン内で、120℃で乾燥させ、次いでカレンダーツールを使用してプレスする。次いで、これを真空オーブン内で再び乾燥させて、電極フィルム内の残留溶媒を完全に除去する。コインセルは、アルゴンを充填させたグローブボックス中で組み立てられる。セパレータ(Celgard 2320)を、正極と、負極として使用するリチウム箔片との間に配置する。EC/DMC(1:2)中の1M LiPF6を電解質として使用し、かつセパレータと電極との間に滴下する。次いで、コインセルを完全に密封して、電解質の漏れを防止する。
Dl)コインセルの作製
正極の作製に関しては、溶媒(NMP,Mitsubishi)中に正極活物質粉末、コンダクタ(Super P,Timcal)、バインダー(KF#9305,Kureha)を、重量比96.5:1.5:2.0の配合で含有するスラリーを、高速ホモジナイザーによって作製する。均質化したスラリーを、170pmのギャップでドクターブレードコータを使用してアルミニウム箔の片面上に塗り広げる。スラリーでコーティングした箔をオーブン内で、120℃で乾燥させ、次いでカレンダーツールを使用してプレスする。次いで、これを真空オーブン内で再び乾燥させて、電極フィルム内の残留溶媒を完全に除去する。コインセルは、アルゴンを充填させたグローブボックス中で組み立てられる。セパレータ(Celgard 2320)を、正極と、負極として使用するリチウム箔片との間に配置する。EC/DMC(1:2)中の1M LiPF6を電解質として使用し、かつセパレータと電極との間に滴下する。次いで、コインセルを完全に密封して、電解質の漏れを防止する。
D2)試験方法
試験方法は、従来の「定カットオフ電圧」試験である。本発明における従来のコインセル試験は表2に示したスケジュールに従う。各セルを、Toscat-3100コンピュータ制御定電流サイクリングステーション(galvanostatic cycling station)(Toyo製)を使用して、25℃でサイクル試験する。スケジュールは、4.3V~3.0V/Li金属窓範囲における220mA/gの1C電流定義を使用する。容量低下率(QF)は、以下の式によって求められる。
試験方法は、従来の「定カットオフ電圧」試験である。本発明における従来のコインセル試験は表2に示したスケジュールに従う。各セルを、Toscat-3100コンピュータ制御定電流サイクリングステーション(galvanostatic cycling station)(Toyo製)を使用して、25℃でサイクル試験する。スケジュールは、4.3V~3.0V/Li金属窓範囲における220mA/gの1C電流定義を使用する。容量低下率(QF)は、以下の式によって求められる。
式中、DQ1は1サイクル目の放電容量であり、DQ7は7サイクル目の放電容量であり、DQ34は34サイクル目の放電容量である。
E)X線光電子分光(XPS)分析
本発明では、X線光電子分光法(X-ray photoelectron spectroscopy)(XPS)を使用して、正極活物質粉末粒子の表面を分析する。XPS測定では、シグナルは、サンプルの最上部、すなわち、表面層の最初の数ナノメートル(例えば、1nm~10nm)から取得される。したがって、XPSによって測定される全ての元素は、表面層に含有されている。
本発明では、X線光電子分光法(X-ray photoelectron spectroscopy)(XPS)を使用して、正極活物質粉末粒子の表面を分析する。XPS測定では、シグナルは、サンプルの最上部、すなわち、表面層の最初の数ナノメートル(例えば、1nm~10nm)から取得される。したがって、XPSによって測定される全ての元素は、表面層に含有されている。
正極活物質粉末粒子の表面分析では、XPS測定は、ThermoK-α+分光計(Thermo Scientific)を使用して行われる。
単色Al Kα放射線(hυ=1486.6eV)は、400μmのスポットサイズ及び45°の測定角度で使用される。表面に存在する元素を同定するための広範な調査スキャンを、200eVのパスエネルギーで実施する。284.8eVの結合エネルギーに最大強度(又は中心)を有するC1sピークは、データ収集後のキャリブレーションピーク位置として使用される。
その後、同定された各元素に対して、50eVにて正確なナロースキャンが少なくとも10回スキャンされ、正確な表面組成が決定される。
曲線当てはめは、CasaXPSバージョン2.3.19PR1.0(Casa Software、)で、シャーリー型バックグラウンド処理及びScofield感度係数を使用して行われる。当てはめパラメータは表2aに従う。線形状GL(30)は、70%ガウス線及び30%ローレンツ線におけるガウス/ローレンツ積公式である。LA(α、β、m)は非対称な線形状であり、式中、α及びβはピークのテール広がりを定義し、mは幅を定義する。
Co、及びW、Sピークについては、表2bに従って各々定義されたピークに関する制限が、設定される。W5p3は定量化されない。
F、W、S、及びBの表面含有量は、XPSによって決定したときに、粒子の表面におけるF、W、S、及びBのモル分率を、当該表面におけるNi、Mn、Co、F、W、B及びSの合計含有量で割ったものとして表される。それらは以下のように計算される。
F)炭素分析器
正極活物質粉末の炭素含有量は、堀場製作所製Emia-Expert炭素/硫黄分析装置によって測定する。1gの正極活物質粉末を、高周波誘導電気炉内のセラミック坩堝に入れる。促進剤としての1.5gのタングステン及び0.3gのスズを坩堝の中へ加える。粉末をプログラム可能な温度で加熱し、次いで、燃焼中に生成されたガスを赤外線検出器によって分析する。CO2及びCOの分析により、炭素濃度を決定する。
正極活物質粉末の炭素含有量は、堀場製作所製Emia-Expert炭素/硫黄分析装置によって測定する。1gの正極活物質粉末を、高周波誘導電気炉内のセラミック坩堝に入れる。促進剤としての1.5gのタングステン及び0.3gのスズを坩堝の中へ加える。粉末をプログラム可能な温度で加熱し、次いで、燃焼中に生成されたガスを赤外線検出器によって分析する。CO2及びCOの分析により、炭素濃度を決定する。
本発明を以下の(非限定的な)実施例によって更に説明する。
比較例1
CEX1を、以下のように行われる、リチウム源と遷移金属系源前駆体との間の固相反応によって得た。
1)共沈:遷移金属系酸化水酸化物前駆体を、バッチ反応器中で共沈プロセスを使用して作製した。ニッケルマンガンコバルト硫酸塩、水酸化ナトリウム、及びアンモニアが、制御された条件で反応器に供給される。金属塩の濃度は、粒子の中心から端までNi及びMnの濃度勾配を形成するように、沈殿中に変化される。全金属組成は、ICP-OESによって決定したときに、Ni0.85Mn0.10Co0.05であった。
2)ブレンド:工程1)で作製した前駆体と、リチウム源としてのLiOHとを、工業用ブレンド装置において1.005のリチウム対金属M’(Li/M’)比で均質にブレンドした。
3)第1の加熱:工程2)からのブレンドを、酸素雰囲気下で765℃にて10時間焼結した。生成物を粉砕し、分級し、篩い分けした。CEX1は、上記のPSD方法Bによって決定したときに、10.5pmのD50を有していた。正極活物質CEX1は、Niエッジ/Niセンター=0.91、Mnエッジ/Mnセンター=2.33である、粒子のエッジからコアへのNi及びMnの濃度勾配を有することが上記CS-EDS法Fによって決定された。
CEX1を、以下のように行われる、リチウム源と遷移金属系源前駆体との間の固相反応によって得た。
1)共沈:遷移金属系酸化水酸化物前駆体を、バッチ反応器中で共沈プロセスを使用して作製した。ニッケルマンガンコバルト硫酸塩、水酸化ナトリウム、及びアンモニアが、制御された条件で反応器に供給される。金属塩の濃度は、粒子の中心から端までNi及びMnの濃度勾配を形成するように、沈殿中に変化される。全金属組成は、ICP-OESによって決定したときに、Ni0.85Mn0.10Co0.05であった。
2)ブレンド:工程1)で作製した前駆体と、リチウム源としてのLiOHとを、工業用ブレンド装置において1.005のリチウム対金属M’(Li/M’)比で均質にブレンドした。
3)第1の加熱:工程2)からのブレンドを、酸素雰囲気下で765℃にて10時間焼結した。生成物を粉砕し、分級し、篩い分けした。CEX1は、上記のPSD方法Bによって決定したときに、10.5pmのD50を有していた。正極活物質CEX1は、Niエッジ/Niセンター=0.91、Mnエッジ/Mnセンター=2.33である、粒子のエッジからコアへのNi及びMnの濃度勾配を有することが上記CS-EDS法Fによって決定された。
実施例1
EX1は、CEX1をPVDF粉末及びWO3粉末とそれぞれ1300ppmのF及び4500ppmのWの量で混合し、続いて385℃で加熱することによって作製した。EX1は、上記のPSD方法Bによって決定したときに、10.5μmのD50を有していた。
EX1は、CEX1をPVDF粉末及びWO3粉末とそれぞれ1300ppmのF及び4500ppmのWの量で混合し、続いて385℃で加熱することによって作製した。EX1は、上記のPSD方法Bによって決定したときに、10.5μmのD50を有していた。
実施例2
EX2は、CEX1を、H3BO3、PVDF粉末及びWO3粉末とそれぞれ500ppmのB、1300ppmのF及び4500ppmのWの量で混合し、続いて385℃で加熱することによって作製した。EX2は、上記のPSD方法Bによって決定したときに、10.5μmのD50を有していた。
EX2は、CEX1を、H3BO3、PVDF粉末及びWO3粉末とそれぞれ500ppmのB、1300ppmのF及び4500ppmのWの量で混合し、続いて385℃で加熱することによって作製した。EX2は、上記のPSD方法Bによって決定したときに、10.5μmのD50を有していた。
EX1の作製においてPVDF、WO3を使用し、EX2の作製においてPVDF、WO3及びH3BO3を使用する工程は、それぞれ、FB/FA>1.0、WB/WA>1.0、及びBB/BA>1.0をもたらし、FB、WB、及びBBは、XPS測定によって得られ、FA、WA、及びBAは、ICP-OES測定によって得られる。
上記表4に示した実施例について、0より大きいSB、FB、Bb、及びWBは、シグナルがサンプルの最上部、すなわち表面層の最初の数ナノメートル(例えば1nm~10nm)から取得されるXPS測定と関連して、当該元素が正極活物質の表面に存在することを示す。他方、ICP-OES測定から得られたFA、BA、及びWAの原子比は、粒子全体からのものである。FB/FA、BB/BA、及びWB/WAのICP-OESに対するXPSの比が1より大きいことは、F、B及びW元素が正極活物質の表面に主に存在することを示す。
上記表4は、本発明によるF、W、及び任意選択的にBをそれぞれ含む正極活物質EX1及びEX2が、電気化学セルに使用された場合、比較例CEX1よりも改善された炭素含有量の低下及びQFの低下の特性を有することを示す。
比較例3.1
CEX3.1を、以下のように行われる、リチウム源と遷移金属系源前駆体との間の固相反応によって得た。
1)共沈:大型連続撹拌槽反応器(CSTR)に混合したニッケル-マンガン-コバルト硫酸塩、水酸化ナトリウム、及びアンモニアを入れた共沈プロセスにより、金属組成Ni0.80Mn0.10Co0.10を有する遷移金属系酸化水酸化物前駆体を作製した。
2)ブレンド:工程1)で作製した前駆体と、リチウム源としてのLiOHとを、工業用ブレンド装置において1.00のリチウム対金属M’(Li/M’)比で均質にブレンドした。
3)第1の加熱:工程2)からのブレンドを、酸素雰囲気下で805℃にて12時間焼結した。生成物を粉砕し、分級し、篩い分けすることにより、第1の加熱粉末を得た。
4)湿式混合:工程3)からの第1の加熱粉末を、第1の加熱粉末の重量に対して3.5重量%の脱イオン水に約3800ppmのAl2(SO4)3粉末を溶解することによって作製された硫酸アルミニウム溶液と混合した。
5)第2の加熱:工程4)から得られた混合物を、酸素雰囲気下、385℃で8時間加熱し、続いて、粉砕及び篩い分けすることにより、約13μmのD50を有するCEX3.1を得た。
CEX3.1を、以下のように行われる、リチウム源と遷移金属系源前駆体との間の固相反応によって得た。
1)共沈:大型連続撹拌槽反応器(CSTR)に混合したニッケル-マンガン-コバルト硫酸塩、水酸化ナトリウム、及びアンモニアを入れた共沈プロセスにより、金属組成Ni0.80Mn0.10Co0.10を有する遷移金属系酸化水酸化物前駆体を作製した。
2)ブレンド:工程1)で作製した前駆体と、リチウム源としてのLiOHとを、工業用ブレンド装置において1.00のリチウム対金属M’(Li/M’)比で均質にブレンドした。
3)第1の加熱:工程2)からのブレンドを、酸素雰囲気下で805℃にて12時間焼結した。生成物を粉砕し、分級し、篩い分けすることにより、第1の加熱粉末を得た。
4)湿式混合:工程3)からの第1の加熱粉末を、第1の加熱粉末の重量に対して3.5重量%の脱イオン水に約3800ppmのAl2(SO4)3粉末を溶解することによって作製された硫酸アルミニウム溶液と混合した。
5)第2の加熱:工程4)から得られた混合物を、酸素雰囲気下、385℃で8時間加熱し、続いて、粉砕及び篩い分けすることにより、約13μmのD50を有するCEX3.1を得た。
比較例3.2
工程4)の湿式混合工程の前に乾式混合工程を加えたことを除いて、CEX3.1と同じ方法に従ってCEX3.2を作製した。乾式混合工程において、WO3粉末からの4000ppmのWを第1の加熱粉末と混合した。
工程4)の湿式混合工程の前に乾式混合工程を加えたことを除いて、CEX3.1と同じ方法に従ってCEX3.2を作製した。乾式混合工程において、WO3粉末からの4000ppmのWを第1の加熱粉末と混合した。
実施例3.1
工程4)の湿式混合工程の前に乾式混合工程を加えたことを除いて、CEX3.1と同じ方法に従ってEX3.1を作製した。乾式混合工程において、PVDF粉末からの650ppmのF及びWO3粉末からの4000ppmのWを、第1の加熱粉末と混合した。
工程4)の湿式混合工程の前に乾式混合工程を加えたことを除いて、CEX3.1と同じ方法に従ってEX3.1を作製した。乾式混合工程において、PVDF粉末からの650ppmのF及びWO3粉末からの4000ppmのWを、第1の加熱粉末と混合した。
実施例3.2
工程4)の湿式混合工程の前に乾式混合工程を加えたことを除いて、CEX3.1と同じ方法に従ってEX3.2を作製した。乾式混合工程において、PVDF粉末からの650ppmのF及びWO3粉末からの6000ppmのWを、第1の加熱粉末と混合した。
工程4)の湿式混合工程の前に乾式混合工程を加えたことを除いて、CEX3.1と同じ方法に従ってEX3.2を作製した。乾式混合工程において、PVDF粉末からの650ppmのF及びWO3粉末からの6000ppmのWを、第1の加熱粉末と混合した。
実施例3.3
工程4)の湿式混合工程の前に乾式混合工程を加えたことを除いて、CEX3.1と同じ方法に従ってEX3.3を作製した。乾式混合工程において、PVDF粉末からの980ppmのF及びWO3粉末からの4000ppmのWを、第1の加熱粉末と混合した。
工程4)の湿式混合工程の前に乾式混合工程を加えたことを除いて、CEX3.1と同じ方法に従ってEX3.3を作製した。乾式混合工程において、PVDF粉末からの980ppmのF及びWO3粉末からの4000ppmのWを、第1の加熱粉末と混合した。
EX3.1、EX3.2、及びEX3.3において、PVDF、WO3、及びAl2(SO4)3化合物を混合し、続いて熱処理する工程は、FB/FA>1.0、WB/WA>1.0、及びSB/SA>1.0をそれぞれをもたらし、
FB、WB、及びSBは、XPS測定によって得られ、FA、WA、SAは、ICP-OES測定によって得られる。
FB、WB、及びSBは、XPS測定によって得られ、FA、WA、SAは、ICP-OES測定によって得られる。
0より大きいFB、SB、Bb、及びWBは、シグナルがサンプルの最上部、すなわち表面層の最初の数ナノメートル(例えば1nm~10nm)から取得されるXPS測定と関連して、当該元素が正極活物質の表面に存在することを示す。他方、ICP-OES測定から得られたFA、SA、BA、及びWAの原子比は、粒子全体からのものである。FB/FA、SB/SA、BB/BA、及びWB/WAのICP-OESに対するXPSの比が1より大きいことは、F、S、B、及びW元素が主に正極活物質の表面に存在することを示す。
Claims (17)
- 充電式リチウムイオン電池用の正極活物質であって、前記正極活物質が、Li、M’及び酸素を含み、M’が、
M’に対して60.0mol%~95.0mol%の含有量x、好ましくは80.0mol%~95.0mol%の含有量xのNiと、
M’に対して0≦y≦40.0mol%の含有量yのCoと、
M’に対して0≦z≦70.0mol%の含有量zのMnと、
M’に対して0≦a≦2.0mol%の含有量aのDであって、Dが、Li、O、Ni、Co、Mn、F、W及びB以外の元素を含む、Dと、
M’に対してb>0、好ましくは0.1mol%~4.0mol%の含有量bのFと、
M’に対してc>0、好ましくは0.1mol%~4.0mol%の含有量cのWと、
M’に対して0≦d≦4.0mol%の含有量dのSと、
M’に対して0≦e≦4.0mol%の含有量eのBと、を含み、及び、
x、y、z、a、e及びcが、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)によって測定され、
bが、イオンクロマトグラフィー(IC)によって測定され、
x+y+z+a+b+c+d+eが、100.0mol%であり、
前記正極活物質が、
前記正極活物質が、F含有量FBと、W含有量WBとを有し、FB及びWBが、X線光電子分光分析によって決定され、FB及びWBが、各々、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比FB/FA>1.0であり、
比WB/WA>1.0である、正極活物質。 - 前記正極活物質が、d>0、好ましくは0.01mol%≦d≦3.0mol%の含有量dのSを更に含み、前記正極活物質が、
前記正極活物質が、XPS分析によって決定されたS含有量SBを有し、SBは、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比SB/SA>1.0である、請求項1に記載の正極活物質。 - e>0、好ましくは0.01mol%≦e≦4.0mol%の正極活物質であって、前記正極活物質が、
前記正極活物質が、XPS分析によって決定されたB含有量BBを有し、BBが、XPS分析によって測定されたCo、Mn、Ni、F、W、S、及びBのモル分率の合計と比較したモル分率として表され、
比BB/BA>1.0である、請求項1に記載の正極活物質。 - 比BB/BA>2.0である、請求項3に記載の正極活物質。
- 比FB/FA>2.0である、請求項1のいずれか一項に記載の正極活物質。
- 比WB/WA>2.0である、請求項1のいずれか一項に記載の正極活物質。
- Dが、Al、Ba、Ca、Cr、Fe、Mg、Mo、Nb、Si、Sr、Ti、Y、V、Zn、及びZrからなる群の少なくとも1つの元素を含む、請求項1に記載の正極活物質。
- Dが、M’に対して0.01mol%~2.0mol%の含有量aを有し、好ましくはaが、0.1mol%~1.8mol%である、請求項1に記載の正極活物質。
- 以下の連続した、
工程1)リチウム遷移金属酸化物を、F含有化合物及びW含有化合物と混合して、混合物を得る工程と、
工程2)前記混合物を酸化性雰囲気中、250℃以上500℃未満の温度で加熱して、前記正極活物質を得る工程と、を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の正極活物質の製造方法。 - 前記F含有化合物が、PVDFである、請求項9に記載の方法。
- 前記W含有化合物が、WO3である、請求項9に記載の方法。
- 工程1)においてB含有化合物が、前記F含有化合物及び前記W含有化合物と一緒に添加される、請求項9に記載の方法。
- 前記B含有化合物が、H3BO3である、請求項12に記載の方法。
- 前記方法が、工程1と工程2との間に追加の工程を更に含み、前記追加の工程が、工程1)からの混合物をS含有化合物を含む溶液と組み合わせることである、請求項9に記載の方法。
- 使用される前記S含有化合物が、Al2(SO4)3である、請求項14に記載の方法。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の正極活物質を含む、電池。
- ポータブルコンピュータ、タブレット、携帯電話、電動ビークル、又はエネルギー貯蔵システムにおける、請求項16に記載の電池の使用。
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