JP5017806B2 - Positive electrode active material for secondary battery, method for producing the same, and secondary battery - Google Patents
Positive electrode active material for secondary battery, method for producing the same, and secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP5017806B2 JP5017806B2 JP2005179909A JP2005179909A JP5017806B2 JP 5017806 B2 JP5017806 B2 JP 5017806B2 JP 2005179909 A JP2005179909 A JP 2005179909A JP 2005179909 A JP2005179909 A JP 2005179909A JP 5017806 B2 JP5017806 B2 JP 5017806B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- active material
- electrode active
- secondary battery
- particles
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
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
Description
本発明は、リチウム複合酸化物を含有する二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びにそれを用いた二次電池に関する。 The present invention relates to a positive electrode active material for a secondary battery containing a lithium composite oxide, a method for producing the same, and a secondary battery using the same.
近年、ビデオカメラあるいはノート型パソコンなどのポータブル機器の普及に伴い、小型高容量の二次電池に対する需要が高まっている。現在使用されている二次電池には、アルカリ電解液を用いたニッケル−カドミウム電池があるが、電池電圧が1.2Vと低く、エネルギー密度を向上させることが難しい。そのため、比重が0.534と固体の単体中最も軽いうえ、電位が極めて卑であり、単位質量当たりの電流容量も金属負極材料中最大であるリチウム金属を用いたいわゆるリチウム金属二次電池の開発が検討されてきた。しかし、リチウム金属二次電池では、充放電に伴い負極にリチウムが樹枝状に成長し、サイクル特性が低下したり、あるいはセパレータを突き破って内部短絡を生じてしまうなどの問題があった。そこで、コークスなどの炭素材料を負極に用い、アルカリ金属イオンを吸蔵および放出することにより充放電を繰り返す二次電池が開発され、充放電に伴う負極の劣化が改善された(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, with the widespread use of portable devices such as video cameras or laptop computers, the demand for small, high-capacity secondary batteries has increased. Currently used secondary batteries include nickel-cadmium batteries using an alkaline electrolyte, but the battery voltage is as low as 1.2 V, and it is difficult to improve the energy density. Therefore, development of a so-called lithium metal secondary battery using lithium metal having a specific gravity of 0.534, which is the lightest among solid solids, has a very low potential, and has the largest current capacity per unit mass among metal anode materials. Has been studied. However, the lithium metal secondary battery has a problem that lithium is dendriticly grown on the negative electrode with charge / discharge and cycle characteristics are deteriorated or an internal short circuit is caused by breaking through the separator. Accordingly, a secondary battery that repeats charge and discharge by using a carbon material such as coke as the negative electrode and occludes and releases alkali metal ions has been developed, and deterioration of the negative electrode due to charge and discharge has been improved (for example, Patent Document 1). reference).
一方、正極活物質には、4V前後の電池電圧を得ることができるものとして、アルカリ金属を含む遷移金属カルコゲン化物が知られており、中でも、コバルト酸リチウムあるいはニッケル酸リチウムなどが高電位、安定性および長寿命という点から有望である。特に、ニッケル酸リチウムは、コバルト酸リチウムに比べて原料が安価であり、かつ、供給が安定しており、更には4V級の活物質ではあるが充電電位が幾分低いことから電解液の分解が抑制されるなどの利点があり、研究が進められている。 On the other hand, transition metal chalcogenides containing alkali metals are known as positive electrode active materials that can obtain a battery voltage of around 4 V. Among them, lithium cobaltate or lithium nickelate is high potential and stable. Promising in terms of sex and long life. In particular, lithium nickelate is cheaper than lithium cobaltate, has a stable supply, and is a 4V class active material, but its charge potential is somewhat lower, so the electrolyte is decomposed. There are advantages such as being suppressed, and research is ongoing.
また、近年では、これらの正極活物質を用い、充電電圧を高くすることにより容量を更に向上させることが検討されている。ところが、充電電圧を高くすると、正極活物質および電解質が劣化しやすくなり、容量が低下してしまうという問題があった。 In recent years, it has been studied to further improve the capacity by using these positive electrode active materials and increasing the charging voltage. However, when the charging voltage is increased, there is a problem that the positive electrode active material and the electrolyte are easily deteriorated and the capacity is reduced.
なお、従来より、正極活物質の安定性を向上させる手段として、アルミニウム(Al),マンガン(Mn),スズ(Sn),インジウム(In),鉄(Fe),銅(Cu),マグネシウム(Mg),チタン(Ti),亜鉛(Zn)あるいはモリブデン(Mo)などの異種元素を固溶させることが報告されている(例えば、特許文献2〜5参照)。
しかしながら、異種元素を固溶させる技術では、固溶量が少ないとサイクル特性を十分に改善することができず、固溶量が多いと容量が低下してしまうという問題があり、特性を十分に改善することができなかった。 However, in the technology for dissolving different elements, the cycle characteristics cannot be sufficiently improved if the amount of the solid solution is small, and the capacity decreases if the amount of the solid solution is large. Could not improve.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、容量を高くすることができると共に、充放電効率を向上させることができる二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びにそれを用いた二次電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a positive electrode active material for a secondary battery capable of increasing capacity and improving charge / discharge efficiency, a method for producing the same, and the method thereof. It is providing the secondary battery using this.
本発明による二次電池用正極活物質は、平均組成がLi(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd (式中、Aはカルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr)およびバリウム(Ba)からなる群のうちの少なくとも1種の第1元素であり、Mはマグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),スズ(Sn),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),イットリウム(Y)およびニオブ(Nb)からなる群のうちの少なくとも1種の第2元素である。x,yおよびzは、それぞれ0<x<0.85、0<y<0.55、0≦z<0.10、x+y+z≦1の範囲内の値、a,b,cおよびdは、それぞれ−0.10≦a≦0.10、0<b≦0.10、−0.10≦c≦0.20、0<d≦0.10の範囲内の値である。)で表される複合酸化物粒子を含み、複合酸化物粒子は、コバルトとニッケルとマンガンと第2元素Mとの組成がCo(1-x-y-z) Nix Mny Mz で表される酸化物,水酸化物またはこれらの含水物よりなる前駆体粒子に、第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aが添加されると共に、前駆体粒子に第1元素Aが添加されたのち、または添加される際に、フッ素が添加され、この複合酸化物粒子における第1元素Aおよびフッ素は、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在するものである。 Positive electrode active material for a secondary battery according to the present invention, the average composition of Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d ( wherein, A is calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba) are at least one first element, and M is magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti). , Vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), tungsten (W), zirconium (Zr), yttrium (Y) And at least one second element selected from the group consisting of niobium (Nb), where x, y, and z are 0 <x <0.85, 0 <y <0.55, and 0 ≦ z <0, respectively. .10, x + y + z ≦ 1, the values a, b, c and d are (Respectively within a range of −0.10 ≦ a ≦ 0.10, 0 <b ≦ 0.10, −0.10 ≦ c ≦ 0.20, and 0 <d ≦ 0.10). It includes a composite oxide particles represented, composite oxide particles, oxide composition of cobalt and nickel, and manganese and second element M is represented by Co (1-xyz) Ni x Mn y M z, water the oxide or precursor particles consisting of these water-containing material, by the material of the first element a is heat-treated by deposition, Rutotomoni is added first element a, the first element a precursor particles added After or when it is added, fluorine is added, and the first element A and fluorine in the composite oxide particles are present at a higher concentration on the particle surface than inside the particles.
本発明による二次電池用正極活物質の製造方法は、平均組成が式(1)で表される複合酸化物粒子を含む正極活物質の製造方法であって、コバルトとニッケルとマンガンと第2元素Mとの組成がCo(1-x-y-z) Nix Mny Mz で表される酸化物,水酸化物またはこれらの含水物よりなる前駆体粒子に、第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aを添加する工程を含み、前駆体粒子に第1元素Aを添加したのち、または添加する際に、フッ素を添加するものである。
Li(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd ・・・・・(1)
(式中、Aはカルシウム,ストロンチウムおよびバリウムからなる群のうちの少なくとも1種の第1元素であり、Mはマグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,モリブデン,スズ,タングステン,ジルコニウム,イットリウムおよびニオブからなる群のうちの少なくとも1種の第2元素である。x,yおよびzは、それぞれ0<x<0.85、0<y<0.55、0≦z<0.10、x+y+z≦1の範囲内の値、a,b,cおよびdは、それぞれ−0.10≦a≦0.10、0<b≦0.10、−0.10≦c≦0.20、0<d≦0.10の範囲内の値である。)
The manufacturing method of the positive electrode active material for secondary batteries by this invention is a manufacturing method of the positive electrode active material containing the composite oxide particle whose average composition is represented by Formula (1), Comprising: Cobalt, nickel, manganese, and 2nd oxide composition and element M is represented by Co (1-xyz) Ni x Mn y M z, the precursor particles consisting of hydroxides or their hydrate, to deposit a material of the first element a by heat treatment Te, saw including a step of adding a first element a, after addition of the first element a precursor particles, or the time of addition is to add fluorine.
Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d ····· (1)
(Wherein, A is at least one first element selected from the group consisting of calcium, strontium and barium, and M is magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin. , Tungsten, zirconium, yttrium, and niobium, x, y, and z are 0 <x <0.85, 0 <y <0.55, and 0 ≦, respectively. The values in the range of z <0.10, x + y + z ≦ 1, a, b, c, and d are −0.10 ≦ a ≦ 0.10, 0 <b ≦ 0.10, −0.10 ≦ c, respectively. ≦ 0.20, 0 <d ≦ 0.10.
本発明による二次電池は、正極および負極と共に、電解質を備えたものであって、正極は、平均組成がLi(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd (式中、Aはカルシウム,ストロンチウムおよびバリウムからなる群のうちの少なくとも1種の第1元素であり、Mはマグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,モリブデン,スズ,タングステン,ジルコニウム,イットリウムおよびニオブからなる群のうちの少なくとも1種の第2元素である。x,yおよびzは、それぞれ0<x<0.85、0<y<0.55、0≦z<0.10、x+y+z≦1の範囲内の値、a,b,cおよびdは、それぞれ−0.10≦a≦0.10、0<b≦0.10、−0.10≦c≦0.20、0<d≦0.10の範囲内の値である。)で表される複合酸化物粒子を含み、複合酸化物粒子は、コバルトとニッケルとマンガンと第2元素Mとの組成がCo(1-x-y-z) Nix Mny Mz で表される酸化物,水酸化物またはこれらの含水物よりなる前駆体粒子に、第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aが添加さると共に、前駆体粒子に第1元素Aが添加されたのち、または添加される際に、フッ素が添加され、この複合酸化物粒子における第1元素Aおよびフッ素は、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在するものである。 Secondary battery according to the present invention, together with positive and negative electrodes, there is provided with an electrolyte, the positive electrode, the average composition of Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O ( 2-c) F d (wherein A is at least one first element selected from the group consisting of calcium, strontium and barium, and M is magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper) , Zinc, molybdenum, tin, tungsten, zirconium, yttrium and niobium are at least one second element, where x, y and z are 0 <x <0.85 and 0 <y <, respectively. 0.55, 0 ≦ z <0.10, x + y + z ≦ 1, values a, b, c and d are −0.10 ≦ a ≦ 0.10, 0 <b ≦ 0.10, −0.10 ≦ c ≦ 0.20, 0 <d ≦ 0. 0 is a value within the range of. Includes composite oxide particles represented by), the composite oxide particles, cobalt and nickel and manganese and the composition of the second element M Co (1-xyz) Ni x Mn oxide represented by y M z, the hydroxide or precursor particles consisting of these water-containing material, by the material of the first element a heat treatment are adhered, the first element a is added is Rutotomoni Fluorine is added after or when the first element A is added to the precursor particles, and the first element A and fluorine in the composite oxide particles are higher on the particle surface than inside the particles. Is present in the concentration.
本発明の二次電池用正極活物質によれば、平均組成が上記したLi(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd で表される複合酸化物粒子において、コバルトとニッケルとマンガンと第2元素Mとの組成がCo(1-x-y-z) Nix Mny Mz で表される酸化物,水酸化物またはこれらの含水物よりなる前駆体粒子に、第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aが添加されると共に、前駆体粒子に第1元素Aが添加されたのち、または添加される際に、フッ素が添加され、第1元素Aおよびフッ素が粒子表面に高濃度に存在するようにしたので、二次電池用正極活物質の化学的安定性を向上させることができる。よって、この二次電池用正極活物質を用いた本発明の二次電池によれば、電池電圧を高くしても、高い充放電効率を得ることができ、容量の劣化を抑制することができる。 According to the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention is represented by Li average composition described above (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d in the composite oxide particles that consist of cobalt, nickel, and manganese oxides the composition of the second element M is represented by Co (1-xyz) Ni x Mn y M z, hydroxides or their hydrates of the precursor particles, by the material of the first element a heat treatment are adhered, the first element a is added Rutotomoni, after first element a is added to the precursor particles, or when they are added In addition, since fluorine is added so that the first element A and fluorine are present at a high concentration on the particle surface, the chemical stability of the positive electrode active material for the secondary battery can be improved. Therefore, according to the secondary battery of the present invention using the positive electrode active material for the secondary battery, even if the battery voltage is increased, high charge / discharge efficiency can be obtained, and capacity deterioration can be suppressed. .
本発明の二次電池用正極活物質の製造方法によれば、前駆体粒子に第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aを添加し、かつ前駆体粒子に第1元素Aを添加したのち、または添加する際に、フッ素を添加するようにしたので、本発明の二次電池用正極活物質を容易に製造することができる。 According to the method for producing a positive electrode active material for a secondary battery of the present invention, the first element A is added to the precursor particles by applying the raw material of the first element A to the precursor particles and performing a heat treatment. Since fluorine is added after or when the first element A is added, the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention can be easily manufactured.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の一実施の形態に係る正極活物質は、平均組成が化1で表される複合酸化物粒子を含んでいる。 The positive electrode active material according to an embodiment of the present invention includes composite oxide particles having an average composition represented by Chemical Formula 1.
(化1)
Li(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd
化1において、Aはカルシウム,ストロンチウムおよびバリウムからなる群のうちの少なくとも1種の第1元素であり、Mはマグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,モリブデン,スズ,タングステン,ジルコニウム,イットリウムおよびニオブからなる群のうちの少なくとも1種の第2元素である。
(Chemical formula 1)
Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d
In Formula 1, A is at least one first element selected from the group consisting of calcium, strontium and barium, and M is magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin. , Tungsten, zirconium, yttrium, and niobium.
aは−0.10≦a≦0.10の範囲内の値であり、−0.08≦a≦0.08の範囲内であればより好ましく、−0.06≦a≦0.06の範囲内であれば更に好ましい。これよりも小さいと放電容量が低下してしまい、これよりも大きいと正極を作製する際にゲル化しやすくなり、製造が困難となってしまうからである。 a is a value in the range of −0.10 ≦ a ≦ 0.10, more preferably in the range of −0.08 ≦ a ≦ 0.08, and −0.06 ≦ a ≦ 0.06. It is more preferable if it is within the range. This small discharge capacity is lowered than, tends to gel in making larger Ri recognize this as positive, because manufacturing becomes difficult.
bは0<b≦0.10の範囲内の値であり、0.005≦b≦0.08の範囲内であればより好ましく、0.01≦b≦0.06の範囲内であれば更に好ましい。これよりも小さいと充放電効率が低下する傾向があり、これよりも大きいと放電容量が低下する傾向があるからである。 b is a value in the range of 0 <b ≦ 0.10, more preferably in the range of 0.005 ≦ b ≦ 0.08, and in the range of 0.01 ≦ b ≦ 0.06. Further preferred. Charge-discharge efficiency and also Ri recognize this small it tends to decrease, than larger the discharge capacity which tend to decrease.
cは−0.10≦c≦0.20の範囲内の値であり、−0.08≦c≦0.18の範囲内であればより好ましく、−0.06≦c≦0.16の範囲内であれば更に好ましい。この範囲内において、放電容量をより高くすることができるからである。 c is a value within the range of −0.10 ≦ c ≦ 0.20, more preferably within the range of −0.08 ≦ c ≦ 0.18, and −0.06 ≦ c ≦ 0.16. It is more preferable if it is within the range. This is because the discharge capacity can be further increased within this range.
dは0<d≦0.10の範囲内の値であり、0.005≦d≦0.08の範囲内であればより好ましく、0.01≦d≦0.06の範囲内であれば更に好ましい。これよりも小さいと充放電効率が低下する傾向があり、これよりも大きいと放電容量が低下する傾向があるからである。 d is a value in the range of 0 <d ≦ 0.10, more preferably in the range of 0.005 ≦ d ≦ 0.08, and in the range of 0.01 ≦ d ≦ 0.06. Further preferred. Charge-discharge efficiency and also Ri recognize this small it tends to decrease, than larger the discharge capacity which tend to decrease.
xは0≦x<0.85の範囲内の値であり、0≦x<0.80の範囲内であればより好ましい。ニッケルは必須の構成元素ではなく、ニッケルを含むようにすれば容量を向上させることができるので好ましいが、ニッケルの含有量が多くなると、充電電圧を高くすることが難しくなるからである。 x is a value within a range of 0 ≦ x <0.85, and more preferably within a range of 0 ≦ x <0.80. Nickel is not an essential constituent element, and if nickel is included, the capacity can be improved, but this is because increasing the nickel content makes it difficult to increase the charging voltage.
yは0≦y<0.55の範囲内の値であり、0≦y<0.45の範囲内であればより好ましい。マンガンも必須の構成元素ではなく、マンガンを含むようにすれば充放電効率を向上させることができるので好ましいが、マンガンの含有量が多くなると、正極活物質として機能する結晶構造を維持することが難しくなり、容量が低下する傾向があるからである。 y is a value within a range of 0 ≦ y <0.55, and more preferably within a range of 0 ≦ y <0.45. Manganese is not an essential constituent element, and it is preferable to contain manganese, since charge / discharge efficiency can be improved. However, when the manganese content increases, it is possible to maintain a crystal structure that functions as a positive electrode active material. This is because it becomes difficult and the capacity tends to decrease.
zは0≦z<0.10の範囲内の値であり、0≦z<0.08の範囲内であればより好ましい。第2元素Mも必須の構成元素ではなく、第2元素Mを含むようにすれば正極活物質の化学的安定性を向上させることができるので好ましいが、第2元素Mの含有量が多くなると、容量が低下してしまうからである。 z is a value in the range of 0 ≦ z <0.10, and more preferably in the range of 0 ≦ z <0.08. The second element M is not an essential constituent element, and it is preferable to include the second element M because the chemical stability of the positive electrode active material can be improved. However, when the content of the second element M increases. This is because the capacity decreases.
また、x,yおよびzは、x+y+z≦1の範囲内の値である。すなわち、コバルトも必須の構成元素ではなく、コバルトとニッケルとマンガンと第2元素Mとの合計の組成が1となるように調節される。 X, y, and z are values in the range of x + y + z ≦ 1. That is, cobalt is not an essential constituent element, and the total composition of cobalt, nickel, manganese, and second element M is adjusted to be 1.
更に、この複合酸化物粒子では、第1元素Aおよびフッ素が、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在しており、これにより正極活物質の化学的安定性を向上させることができるようになっている。なお、複合酸化物粒子の平均組成は、複合酸化物粒子を酸性溶液などに溶解させて誘導結合高周波プラズマ(Inductively Coupled Plasma;ICP)分光分析あるいは原子吸光分析などにより測定することができる。また、粒子表面における元素の分布状態は、X線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy;XPS)などにより測定することができ、平均組成と比較することにより、第1元素Aおよびフッ素が粒子表面に高濃度に存在することを確認することができる。更に、粒子表面から内部に向かう元素の濃度変化を、スパッタリングなどにより削りながらオージェ電子分光分析(Auger Electron Spectroscopy ;AES)あるいはSIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry ;二次イオン質量分析)により測定してもよく、また、複合酸化物粒子を酸性溶液中などでゆっくり溶解させ、その溶出分の時間変化をICP分光分析などにより測定してもよい。 Further, in this composite oxide particle, the first element A and fluorine are present at a higher concentration on the particle surface than inside the particle, so that the chemical stability of the positive electrode active material can be improved. It has become. The average composition of the composite oxide particles can be measured by inductively coupled plasma (ICP) spectroscopy or atomic absorption analysis after dissolving the composite oxide particles in an acidic solution or the like. The distribution state of elements on the particle surface can be measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) or the like. By comparing with the average composition, the first element A and fluorine are present on the particle surface. It can be confirmed that it is present at a high concentration. Further, the change in the concentration of elements from the particle surface toward the inside may be measured by Auger Electron Spectroscopy (AES) or SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) while scraping by sputtering or the like. Alternatively, the composite oxide particles may be slowly dissolved in an acidic solution and the time change of the elution may be measured by ICP spectroscopic analysis or the like.
この複合酸化物粒子は、平均粒径が0.01μm以上5.0μm以下の1次粒子が凝集して2次粒子を形成していることが好ましく、2次粒子の平均粒径は2.0μm以上50μm以下の範囲内であることが好ましい。1次粒子の平均粒径が0.01μmよりも小さいと、合成が難しく、また電池に用いた際にセパレータが目詰する原因となる場合があり、逆に5.0μmよりも大きいと、凝集しにくく、充放電に伴う膨張収縮により粒子同士の密着性が低下したり、イオン伝導性が低下してしまうからである。また、2次粒子の平均粒径が2.0μm未満では、正極を作製する際にプレス工程において正極活物質が正極集電体から剥離しやすくなり、また、正極活物質の表面積が大きくなるので、導電剤あるいは結着剤などの添加量を増加させなければならず、単位質量当たりのエネルギー密度が小さくなってしまうからである。逆に、2次粒子の平均粒径が50μmを超えると、正極活物質がセパレータを貫通し、短絡を引き起こしてしまう可能性が高くなるからである。 In the composite oxide particles, primary particles having an average particle diameter of 0.01 μm or more and 5.0 μm or less are preferably aggregated to form secondary particles, and the average particle diameter of the secondary particles is 2.0 μm. It is preferable that it is in the range of 50 μm or less. When the average particle size of the primary particles is smaller than 0.01 μm, synthesis is difficult, and the separator may be clogged when used in a battery. This is because the adhesion between the particles decreases due to the expansion and contraction associated with charge and discharge, and the ion conductivity decreases. In addition, when the average particle size of the secondary particles is less than 2.0 μm, the positive electrode active material is easily separated from the positive electrode current collector in the pressing process when the positive electrode is produced, and the surface area of the positive electrode active material is increased. This is because the amount of addition of a conductive agent or a binder must be increased, and the energy density per unit mass becomes small. Conversely, when the average particle size of the secondary particles exceeds 50 μm, the positive electrode active material penetrates the separator, and the possibility of causing a short circuit increases.
図1はこの正極活物質の一製造方法の工程を表すものである。まず、コバルトとニッケルとマンガンと第2元素Mとの組成がCo(1-x-y-z) Nix Mny Mz で表される酸化物,水酸化物またはこれらの含水物よりなる前駆体粒子に、第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aを添加する(ステップS110)。その際、第1元素の原料と共にリチウム化合物を被着させるようにしてもよく(ステップS111)、また、前駆体粒子として、リチウムを含む酸化物,水酸化物またはこれらの含水物を用いるようにしてもよい(ステップS112)。これにより、リチウムは粒子内部に容易に拡散するのに対して、第1元素Aは粒子内部に拡散しにくいので、粒子表面に高濃度に存在するようになる。 FIG. 1 shows a process of one manufacturing method of this positive electrode active material. First, cobalt oxide compositions of the nickel and the manganese and the second element M is represented by Co (1-xyz) Ni x Mn y M z, the precursor particles consisting of hydroxides or their hydrate, The first element A is added by depositing the raw material of the first element A and performing heat treatment (step S110). At that time, a lithium compound may be deposited together with the raw material of the first element (step S111), and an oxide, hydroxide, or hydrate thereof containing lithium is used as the precursor particle. (Step S112). Thus, while lithium easily diffuses inside the particle, the first element A hardly diffuses inside the particle, so that it exists at a high concentration on the particle surface.
なお、第1元素Aの原料を被着させる際には、前駆体粒子と第1元素Aの原料とを混合することにより前駆体粒子の表面に第1元素Aの原料を付着させるようにしてもよく、前駆体粒子の表面に第1元素Aの原料を液相法あるいは気相法などにより析出あるいは付着させるようにしてもよい。熱処理は空気あるいは純酸素などの酸化性雰囲気中において行うことが好ましく、加熱温度は500℃以上950℃以下とすることが好ましい。また、必要に応じて、酸化性雰囲気中において300℃以上850℃以下の温度で予備焼成し、ボールミルあるいは擂潰機などを用いて2次粒子を粉砕したのち、酸化性雰囲気中において500℃以上950℃以下の温度で焼成するようにしてもよい。 In addition, when depositing the raw material of the first element A, the raw material of the first element A is adhered to the surface of the precursor particle by mixing the precursor particles and the raw material of the first element A. Alternatively, the raw material of the first element A may be deposited or adhered to the surface of the precursor particles by a liquid phase method or a gas phase method. The heat treatment is preferably performed in an oxidizing atmosphere such as air or pure oxygen, and the heating temperature is preferably 500 ° C. or higher and 950 ° C. or lower. Further, if necessary, after preliminary firing at a temperature of 300 ° C. or higher and 850 ° C. or lower in an oxidizing atmosphere and pulverizing secondary particles using a ball mill or a grinder, the temperature is 500 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere. 950 ° C. may be baked formed at a temperature.
第1元素Aの原料は、第1元素Aの単体でも化合物でもよく、化合物の場合、無機化合物でも有機化合物でもよい。例えば、カルシウム化合物としては、無機化合物であれば、水酸化カルシウム,炭酸カルシウム,硝酸カルシウム,フッ化カルシウム,塩化カルシウム,臭化カルシウム,ヨウ化カルシウム,次亜塩素酸カルシウム,亜塩素酸カルシウム,塩素酸カルシウム,過塩素酸カルシウム,臭素酸カルシウム,ヨウ素酸カルシウム,酸化カルシウム,過酸化カルシウム,硫化カルシウム,硫化水素カルシウム,チオ硫酸カルシウム,硫酸カルシウム,硫酸水素カルシウム,窒化カルシウム,アジ化カルシウム,亜硝酸カルシウム,リン酸カルシウム,リン酸一水素カルシウム,リン酸二水素カルシウム,メタリン酸カルシウム,炭酸水素カルシウム,あるいはホウ酸カルシウムなどが挙げられ、有機化合物であれば、ジメチルカルシウム,ジビニルカルシウム,ジイソプロピルカルシウム,ジブチルカルシウム,ジフェニルカルシウム,シュウ酸カルシウム,あるいは酢酸カルシウムなどが挙げられる。 The raw material of the first element A may be a single element or a compound of the first element A. In the case of a compound, it may be an inorganic compound or an organic compound. For example, as a calcium compound, if it is an inorganic compound, calcium hydroxide, calcium carbonate, calcium nitrate, calcium fluoride, calcium chloride, calcium bromide, calcium iodide, calcium hypochlorite, calcium chlorite, chlorine Calcium oxide, calcium perchlorate, calcium bromate, calcium iodate, calcium oxide, calcium peroxide, calcium sulfide, calcium hydrogen sulfide, calcium thiosulfate, calcium sulfate, calcium hydrogen sulfate, calcium nitride, calcium azide, nitrous acid Examples include calcium, calcium phosphate, calcium monohydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, calcium metaphosphate, calcium bicarbonate, or calcium borate. For organic compounds, dimethyl calcium, divinyl carbonate Siumu, diisopropyl calcium, dibutyl calcium, diphenyl, calcium oxalate or calcium acetate and the like.
ストロンチウム化合物としては、無機化合物であれば、水酸化ストロンチウム,炭酸ストロンチウム,硝酸ストロンチウム,フッ化ストロンチウム,塩化ストロンチウム,臭化ストロンチウム,ヨウ化ストロンチウム,次亜塩素酸ストロンチウム,亜塩素酸ストロンチウム,塩素酸ストロンチウム,過塩素酸ストロンチウム,臭素酸ストロンチウム,ヨウ素酸ストロンチウム,酸化ストロンチウム,過酸化ストロンチウム,硫化ストロンチウム,硫化水素ストロンチウム,チオ硫酸ストロンチウム,硫酸ストロンチウム,硫酸水素ストロンチウム,窒化ストロンチウム,アジ化ストロンチウム,亜硝酸ストロンチウム,リン酸ストロンチウム,リン酸一水素ストロンチウム,リン酸二水素ストロンチウム,メタリン酸ストロンチウム,炭酸水素ストロンチウム,あるいはホウ酸ストロンチウムなどが挙げられ、有機化合物であれば、ジメチルストロンチウム,ジビニルストロンチウム,ジイソプロピルストロンチウム,ジブチルストロンチウム,ジフェニルストロンチウム,シュウ酸ストロンチウム,あるいは酢酸ストロンチウムなどが挙げられる。 As the strontium compound, if it is an inorganic compound, strontium hydroxide, strontium carbonate, strontium nitrate, strontium fluoride, strontium chloride, strontium bromide, strontium iodide, strontium hypochlorite, strontium chlorite, strontium chlorate Strontium perchlorate, strontium bromate, strontium iodate, strontium oxide, strontium peroxide, strontium sulfide, strontium hydrogen sulfide, strontium thiosulfate, strontium sulfate, strontium hydrogen sulfate, strontium nitride, strontium azide, strontium nitrite, Strontium phosphate, strontium monohydrogen phosphate, strontium dihydrogen phosphate, strontium metaphosphate, carbonated water Strontium or the like, such as boric acid strontium, as long as it is an organic compound, dimethyl strontium, divinyl strontium, diisopropyl strontium, dibutyl strontium, diphenyl strontium, strontium oxalate, or the like strontium acetate and the like.
バリウム化合物としては、無機化合物であれば、水酸化バリウム,炭酸バリウム,硝酸バリウム,フッ化バリウム,塩化バリウム,臭化バリウム,ヨウ化バリウム,次亜塩素酸バリウム,亜塩素酸バリウム,塩素酸バリウム,過塩素酸バリウム,臭素酸バリウム,ヨウ素酸バリウム,酸化バリウム,過酸化バリウム,硫化バリウム,硫化水素バリウム,チオ硫酸バリウム,硫酸バリウム,硫酸水素バリウム,窒化バリウム,アジ化バリウム,亜硝酸バリウム,リン酸バリウム,リン酸一水素バリウム,リン酸二水素バリウム,メタリン酸バリウム,炭酸水素バリウム,あるいはホウ酸バリウムなどが挙げられ、有機化合物であれば、ジメチルバリウム,ジビニルバリウム,ジイソプロピルバリウム,ジブチルバリウム,ジフェニルバリウム,シュウ酸バリウム,あるいは酢酸バリウムなどが挙げられる。 As the barium compound, if it is an inorganic compound, barium hydroxide, barium carbonate, barium nitrate, barium fluoride, barium chloride, barium bromide, barium iodide, barium hypochlorite, barium chlorite, barium chlorate , Barium perchlorate, barium bromate, barium iodate, barium oxide, barium peroxide, barium sulfide, barium hydrogen sulfide, barium thiosulfate, barium sulfate, barium hydrogen sulfate, barium nitride, barium azide, barium nitrite, Examples include barium phosphate, barium monohydrogen phosphate, barium dihydrogen phosphate, barium metaphosphate, barium hydrogen carbonate, or barium borate. For organic compounds, dimethyl barium, divinyl barium, diisopropyl barium, dibutyl barium , Diphenyl barium, Oxalic acid barium, or a barium acetate and the like.
また、リチウム化合物としては、無機化合物であれば、水酸化リチウム,炭酸リチウム,硝酸リチウム,フッ化リチウム,塩化リチウム,臭化リチウム,ヨウ化リチウム,塩素酸リチウム,過塩素酸リチウム,臭素酸リチウム,ヨウ素酸リチウム,酸化リチウム,過酸化リチウム,硫化リチウム,硫化水素リチウム,硫酸リチウム,硫酸水素リチウム,窒化リチウム,アジ化リチウム,亜硝酸リチウム,リン酸リチウム,リン酸二水素リチウム,あるいは炭酸水素リチウムなどが挙げられ、有機化合物であれば、メチルリチウム,ビニルリチウム,イソプロピルリチウム,ブチルリチウム,フェニルリチウム,シュウ酸リチウム,あるいは酢酸リチウムなどが挙げられる。 As the lithium compound, if it is an inorganic compound, lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium nitrate, lithium fluoride, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium chlorate, lithium perchlorate, lithium bromate , Lithium iodate, lithium oxide, lithium peroxide, lithium sulfide, lithium hydrogen sulfide, lithium sulfate, lithium hydrogen sulfate, lithium nitride, lithium azide, lithium nitrite, lithium phosphate, lithium dihydrogen phosphate, or hydrogen carbonate Examples of the organic compound include methyl lithium, vinyl lithium, isopropyl lithium, butyl lithium, phenyl lithium, lithium oxalate, and lithium acetate.
次いで、第1元素Aを添加した前駆体粒子にフッ素を添加する(ステップS120)。フッ素は、前駆体粒子をフッ素ガス雰囲気中に曝すことにより添加するようにしてもよく、前駆体粒子をフッ素化合物と混合して加熱することにより添加するようにしてもよい。その際、フッ素ガスの分圧、フッ素化合物の添加量、および加熱温度などを制御することにより、フッ素を粒子表面に偏在させることができる。 Next, fluorine is added to the precursor particles to which the first element A has been added (step S120). Fluorine may be added by exposing the precursor particles to a fluorine gas atmosphere, or may be added by mixing the precursor particles with a fluorine compound and heating. At that time, fluorine can be unevenly distributed on the particle surface by controlling the partial pressure of fluorine gas, the amount of fluorine compound added, and the heating temperature.
フッ素化合物としては、フッ素金属塩を用いてもよいが、残留金属により特性が低下するおそれがあるので、加熱処理により揮発するアンモニウム塩が好ましい。また、有機フッ素化合物も好ましい。残留炭素は導電材として使用することができるからである。有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロアルキル基などの前駆体粒子に吸着する基を有する極性化合物や、またはポリテトラフルオロエチレンあるいはポリビニリデンフルオライドなどを骨格とするフッ素系高分子化合物が挙げられる。 As the fluorine compound, a fluorine metal salt may be used, but an ammonium salt which volatilizes by heat treatment is preferable because there is a possibility that the characteristics may deteriorate due to residual metal. Organic fluorine compounds are also preferred. This is because residual carbon can be used as a conductive material. Examples of the organic fluorine compound include a polar compound having a group adsorbed on a precursor particle such as a perfluoroalkyl group, or a fluorine-based polymer compound having a skeleton of polytetrafluoroethylene or polyvinylidene fluoride. .
また、第1元素Aを添加したのちにフッ素を添加するのではなく、第1元素Aの原料にフッ化物を用い、第1元素Aと共にフッ素を添加するようにしてもよい。これにより、正極活物質が得られる。なお、フッ素を添加したのちに、必要に応じて軽い粉砕あるいは分級操作などを行い、正極活物質の粒度を調節するようにしてもよい。 Further, instead of adding fluorine after adding the first element A, fluoride may be used as a raw material of the first element A, and fluorine may be added together with the first element A. Thereby, a positive electrode active material is obtained. In addition, after adding fluorine, you may make it adjust the particle size of a positive electrode active material by performing a light grinding | pulverization or classification operation etc. as needed.
この正極活物質は、例えば、次のようにして二次電池に用いられる。 This positive electrode active material is used for a secondary battery as follows, for example.
(第1の二次電池)
図2は本実施の形態に係る正極活物質を用いた第1の二次電池の断面構造を表すものである。この二次電池は、電極反応物質としてリチウムを用い、負極の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池である。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、一対の帯状の正極21と帯状の負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。電池缶11の内部には、液状の電解質である電解液が注入されており、セパレータ23に含浸されている。電池缶11は、例えばニッケルのめっきがされた鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、また、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12,13がそれぞれ配置されている。
(First secondary battery)
FIG. 2 shows a cross-sectional structure of a first secondary battery using the positive electrode active material according to the present embodiment. This secondary battery is a so-called lithium ion secondary battery in which lithium is used as an electrode reactant and the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium. This secondary battery is called a so-called cylindrical type, and is a winding in which a pair of strip-like
電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、ガスケット17を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶11の内部は密閉されている。電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により構成されている。安全弁機構15は、熱感抵抗素子16を介して電池蓋14と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板15Aが反転して電池蓋14と巻回電極体20との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子16は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット17は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
At the open end of the battery can 11, a
巻回電極体20は、例えば、センターピン24を中心に巻回されている。巻回電極体20の正極21にはアルミニウムなどよりなる正極リード25が接続されており、負極22にはニッケルなどよりなる負極リード26が接続されている。正極リード25は安全弁機構15に溶接されることにより電池蓋14と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接され電気的に接続されている。
The
図3は図2に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。正極21は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体21Aの両面に正極活物質層21Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体21Aの片面のみに正極活物質層21Bを設けるようにしてもよい。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層21Bは、例えば、本実施の形態に係る粒子状の正極活物質と、必要に応じて黒鉛などの導電剤およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んで構成されている。また、更に他の1種または2種以上の正極活物質を含有していてもよい。
FIG. 3 shows an enlarged part of the spirally
負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bを設けるようにしてもよい。負極集電体22Aは、例えば、良好な電気化学的安定性、電気伝導性および機械的強度を有する銅箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
The
負極活物質層22Bは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層21Bと同様の結着剤を含んで構成されている。 The negative electrode active material layer 22B includes one or more negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as the negative electrode active material, and the positive electrode active material layer 21B as necessary. It is comprised including the binder similar to.
なお、この二次電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の充電容量が、正極21の充電容量よりも大きくなっており、充電の途中において負極22にリチウム金属が析出しないようになっている。
In this secondary battery, the charge capacity of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is larger than the charge capacity of the
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素,易黒鉛化性炭素,黒鉛,熱分解炭素類,コークス類,ガラス状炭素類,有機高分子化合物焼成体,炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス,ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。 Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, and fired organic polymer compounds , Carbon materials such as carbon fiber or activated carbon. Among these, examples of coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. An organic polymer compound fired body is a carbonized material obtained by firing a polymer material such as a phenol resin or a furan resin at an appropriate temperature, and part of it is non-graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified as: These carbon materials are preferable because the change in crystal structure that occurs during charge and discharge is very small, a high charge and discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a high electrochemical equivalent and can provide a high energy density. Further, non-graphitizable carbon is preferable because excellent cycle characteristics can be obtained. Furthermore, those having a low charge / discharge potential, specifically, those having a charge / discharge potential close to that of lithium metal are preferable because a high energy density of the battery can be easily realized.
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、また、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本発明において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体,共晶(共融混合物),金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。 Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include materials capable of inserting and extracting lithium and containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element. . This is because a high energy density can be obtained by using such a material. In particular, the use with a carbon material is more preferable because a high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. The negative electrode material may be a single element, alloy or compound of a metal element or metalloid element, or may have at least a part of one or more of these phases. In the present invention, alloys include those containing one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. There are structures in which a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of them coexist.
この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、マグネシウム,ホウ素,アルミニウム,ガリウム(Ga),インジウム(In),ケイ素(Si),ゲルマニウム(Ge),スズ,鉛(Pb),ビスマス(Bi),カドミウム(Cd),銀(Ag),亜鉛,ハフニウム(Hf),ジルコニウム,イットリウム,パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。 Examples of metal elements or metalloid elements constituting the negative electrode material include magnesium, boron, aluminum, gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin, lead (Pb), and bismuth ( Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc, hafnium (Hf), zirconium, yttrium, palladium (Pd) or platinum (Pt). These may be crystalline or amorphous.
中でも、この負極材料としては、短周期型周期表における4B族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。 Among these, as the negative electrode material, a material containing a 4B group metal element or a semimetal element in the short-period type periodic table as a constituent element is preferable, and at least one of silicon and tin is particularly preferable as a constituent element. This is because silicon and tin have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained.
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、更に、他の金属化合物あるいは高分子材料が挙げられる。他の金属化合物としては、酸化鉄,酸化ルテニウム,酸化モリブデン,酸化タングステン,酸化チタンあるいは酸化スズなどの酸化物、硫化ニッケルあるいは硫化モリブデンなどの硫化物、または窒化リチウムなどの窒化物が挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。 Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium further include other metal compounds or polymer materials. Other metal compounds include oxides such as iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, titanium oxide or tin oxide, sulfides such as nickel sulfide or molybdenum sulfide, or nitrides such as lithium nitride, Examples of the polymer material include polyacetylene and polypyrrole.
セパレータ23は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン,ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜はショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。
The
電解液は、例えば有機溶媒などの非水溶媒と、この非水溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。非水溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、あるいはプロピオン酸エステルが挙げられる。非水溶媒は、1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。 The electrolytic solution includes, for example, a nonaqueous solvent such as an organic solvent and an electrolyte salt dissolved in the nonaqueous solvent. Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone, acetonitrile, N, N— Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, propionitrile, anisole, acetate, butyrate, or A propionic acid ester is mentioned. One non-aqueous solvent may be used alone, or two or more non-aqueous solvents may be mixed and used.
電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、LiPF6 ,LiBF4 ,LiAsF6 ,LiClO4 ,LiB(C6 H5 )4 ,LiCH3 SO3 ,LiCF3 SO3 ,LiN(SO2 CF3 )2 ,LiC(SO2 CF3 )3 ,LiAlCl4 ,LiSiF6 ,LiCl, ジフルオロ[オキソラト−O,O’]ホウ酸リチウム,リチウムビスオキサレートボレート,あるいはLiBrなどが挙げられる。 As electrolyte salt, lithium salt is mentioned, for example, 1 type may be used independently, and 2 or more types may be mixed and used for it. Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 , LiCl, difluoro [oxolato-O, O ′] lithium borate, lithium bisoxalate borate, or LiBr.
なお、この二次電池の完全充電時における開回路電圧(すなわち電池電圧)は4.20Vでもよいが、4.20Vよりも高く4.25V以上4.80V以下の範囲内になるように設計されていることが好ましい。電池電圧を高くすることによりエネルギー密度を大きくすることができると共に、本実施の形態によれば、正極活物質の化学的安定性が向上されているので、電池電圧を高くしても優れたサイクル特性を得ることができるからである。その場合、電池電圧を4.20Vとする場合よりも、同じ正極活物質でも単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整される。 Note that the open circuit voltage (that is, the battery voltage) when the secondary battery is fully charged may be 4.20V, but is designed to be higher than 4.20V and not lower than 4.25V and lower than 4.80V. It is preferable. The energy density can be increased by increasing the battery voltage, and according to the present embodiment, the chemical stability of the positive electrode active material is improved, so that an excellent cycle even if the battery voltage is increased. This is because characteristics can be obtained. In that case, since the amount of lithium released per unit mass increases even with the same positive electrode active material than when the battery voltage is set to 4.20 V, the amounts of the positive electrode active material and the negative electrode active material are adjusted accordingly. .
この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。 For example, the secondary battery can be manufactured as follows.
まず、例えば、正極集電体21Aに正極活物質層21Bを形成し正極21を作製する。正極活物質層21Bは、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製したのち、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとし、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより形成する。
First, for example, the positive electrode active material layer 21B is formed on the positive electrode
また、例えば、負極集電体22Aに負極活物質層22Bを形成し負極22を作製する。負極活物質層22Bは、例えば、気相法、液相法、焼成法、または塗布のいずれにより形成してもよく、それらの2以上を組み合わせてもよい。なお、気相法としては、例えば、物理堆積法あるいは化学堆積法を用いることができ、具体的には、真空蒸着法,スパッタ法,イオンプレーティング法,レーザーアブレーション法,熱CVD(Chemical Vapor Deposition ;化学気相成長)法あるいはプラズマCVD法等が利用可能である。液相法としては電解鍍金あるいは無電解鍍金等の公知の手法が利用可能である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法,反応焼成法あるいはホットプレス焼成法が利用可能である。塗布の場合には、正極21と同様にして形成することができる。
Further, for example, the negative electrode active material layer 22B is formed on the negative electrode
続いて、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。そののち、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接して、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12,13で挟み電池缶11の内部に収納する。正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、電解液を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。そののち、電池缶11の開口端部に電池蓋14,安全弁機構15および熱感抵抗素子16をガスケット17を介してかしめることにより固定する。これにより、図2,3に示した二次電池が形成される。
Subsequently, the
この二次電池では、充電を行うと、正極活物質層21Bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して、負極活物質層22Bに含まれるリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵される。次いで、放電を行うと、負極活物質層22B中のリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層21Bに吸蔵される。本実施の形態では、上述した正極活物質を用いているので、正極21の化学的安定性が高くなっており、完全充電時における開回路電圧を高くしても、正極21および電解液の劣化反応が抑制される。
In this secondary battery, when charged, lithium ions are released from the positive electrode active material layer 21B, and the negative electrode material that can occlude and release lithium contained in the negative electrode active material layer 22B via the electrolytic solution. Occluded. Next, when discharging is performed, lithium ions stored in the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium in the negative electrode active material layer 22B are released, and are inserted into the positive electrode active material layer 21B through the electrolytic solution. . In this embodiment, since the positive electrode active material described above is used, the chemical stability of the
(第2の二次電池)
図4は本実施の形態に係る正極活物質を用いた第2の二次電池の構成を表すものである。この二次電池は、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものであり、小型化,軽量化および薄型化が可能となっている。
(Secondary secondary battery)
FIG. 4 illustrates a configuration of a second secondary battery using the positive electrode active material according to the present embodiment. In this secondary battery, a
正極リード31および負極リード32は、それぞれ、外装部材40の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード31および負極リード32は、例えば、アルミニウム,銅,ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。
The
外装部材40は、例えば、ナイロンフィルム,アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材40は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体30とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材40と正極リード31および負極リード32との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム41が挿入されている。密着フィルム41は、正極リード31および負極リード32に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン,変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。
The
なお、外装部材40は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム,ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。
The
図5は図4に示した巻回電極体30のI−I線に沿った断面構造を表すものである。巻回電極体30は、正極33と負極34とをセパレータ35および電解質層36を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ37により保護されている。
FIG. 5 shows a cross-sectional structure taken along line II of the spirally
正極33は、正極集電体33Aの両面に正極活物質層33Bが設けられた構造を有しており、負極34は、負極集電体34Aの両面に負極活物質層34Bが設けられた構造を有している。正極集電体33A,正極活物質層33B,負極集電体34A,負極活物質層34Bおよびセパレータ35の構成は、それぞれ上述した正極集電体21A,正極活物質層21B,負極集電体22A,負極活物質層22Bおよびセパレータ23と同様である。
The
電解質層36は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質層36は高いイオン伝導率を得ることができると共に、漏液を防止することができるので好ましい。電解液の構成は、第1の二次電池と同様である。高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル,ポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体,ポリテトラフルオロエチレン,ポリヘキサフルオロプロピレン,ポリエチレンオキサイド,ポリプロピレンオキサイド,ポリフォスファゼン,ポリシロキサン,ポリ酢酸ビニル,ポリビニルアルコール,ポリメタクリル酸メチル,ポリアクリル酸,ポリメタクリル酸,スチレン−ブタジエンゴム,ニトリル−ブタジエンゴム,ポリスチレンあるいはポリカーボネートが挙げられる。特に電気化学的な安定性の点からはポリアクリロニトリル,ポリフッ化ビニリデン,ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。
The
この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。 For example, the secondary battery can be manufactured as follows.
まず、正極33および負極34を第1の二次電池と同様にして製造したのち、正極33および負極34のそれぞれに、電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層36を形成する。そののち、正極集電体33Aに正極リード31を取り付けると共に、負極集電体34Aに負極リード32を取り付ける。次いで、電解質層36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ37を接着して巻回電極体30を形成する。最後に、例えば、外装部材40の間に巻回電極体30を挟み込み、外装部材40の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード31および負極リード32と外装部材40との間には密着フィルム41を挿入する。これにより、図4,5に示した二次電池が完成する。
First, after the
また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極33および負極34を作製し、正極33および負極34に正極リード31および負極リード32を取り付けたのち、正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ37を接着して、巻回電極体30の前駆体である巻回体を形成する。次いで、この巻回体を外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を外装部材40の内部に注入し、外装部材40の開口部を密封する。そののち、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層36を形成し、図4,5に示した二次電池を組み立てる。
Further, this secondary battery may be manufactured as follows. First, the
この二次電池は、第1の二次電池と同様に作用する。 This secondary battery operates in the same manner as the first secondary battery.
このように本実施の形態によれば、平均組成がLi(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd で表される複合酸化物粒子において、第1元素Aおよびフッ素が粒子表面に高濃度に存在するようにしたので、正極活物質の化学的安定性を向上させることができる。よって、電池電圧を高くしても、高い充放電効率を得ることができ、容量の劣化を抑制することができる。 According to this embodiment, the composite oxide particles having an average composition represented by Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d In the above, since the first element A and fluorine are present in high concentration on the particle surface, the chemical stability of the positive electrode active material can be improved. Therefore, even if the battery voltage is increased, high charge / discharge efficiency can be obtained, and capacity deterioration can be suppressed.
また、前駆体粒子に第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aを添加するようにしたので、本発明の正極活物質を容易に製造することができる。 In addition, since the first element A is added by depositing the raw material of the first element A on the precursor particles and performing heat treatment, the positive electrode active material of the present invention can be easily manufactured.
更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。 Further, specific embodiments of the present invention will be described in detail.
(実験例1)
市販の硝酸コバルトと、硝酸ニッケルと、硝酸マンガンとを、コバルトとニッケルとマンガンとの比率が等モルとなるように混合した水溶液に、十分に攪拌しながらアンモニア水を滴下し、複合水酸化物粉末を得た。次いで、この複合水酸化物粉末を前駆体粒子とし、これを硝酸カルシウムおよび硝酸リチウム粉末と混合したのち、電気炉を用いて第1の加熱を行った。その際、加熱は、毎分5℃の速度で昇温し、950℃で5時間保持したのち、毎分7℃の速度で150℃まで冷却することにより行った。得られた焼成物と、パーフルオロヘキサン酸のエタノール溶液とを混合し、更に第2の加熱を行いフッ素を拡散させることにより複合酸化物粒子よりなる正極活物質粉末を得た。その際、加熱は、毎分5℃の速度で昇温し、850℃で5時間保持したのち、毎分7℃の速度で150℃まで冷却することにより行った。
( Experimental example 1)
Aqueous ammonia is added dropwise to an aqueous solution in which commercially available cobalt nitrate, nickel nitrate, and manganese nitrate are mixed so that the ratio of cobalt, nickel, and manganese is equimolar with sufficient stirring. A powder was obtained. Next, the composite hydroxide powder was used as precursor particles, which were mixed with calcium nitrate and lithium nitrate powder, and then first heated using an electric furnace. At that time, heating was performed by raising the temperature at a rate of 5 ° C. per minute, holding at 950 ° C. for 5 hours, and then cooling to 150 ° C. at a rate of 7 ° C. per minute. The obtained fired product was mixed with an ethanol solution of perfluorohexanoic acid, and further heated to diffuse fluorine to obtain a positive electrode active material powder composed of composite oxide particles. At that time, heating was performed by heating at a rate of 5 ° C. per minute, holding at 850 ° C. for 5 hours, and then cooling to 150 ° C. at a rate of 7 ° C. per minute.
作製した正極活物質粉末について、ICP分光分析により組成の分析を行ったところ、Li1.03Ca0.05Co0.34Ni0.33Mn0.33O1.96F0.07の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、平均粒径は13μmであった。更に、SEMにより観察したところ、0.1μm〜5μmの一次粒子が凝集した球状の粒子が確認された。加えて、X線電子分光法により粒子表面における元素の分布状態を調べたところ、フッ素およびカルシウムが粒子内部に比べて高濃度に存在していることが確認された。 When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed by ICP spectroscopy, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Ca 0.05 Co 0.34 Ni 0.33 Mn 0.33 O 1.96 F 0.07 . Moreover, when the particle size was measured by the laser scattering method, the average particle size was 13 μm. Furthermore, when observed by SEM, spherical particles in which primary particles of 0.1 μm to 5 μm aggregated were confirmed. In addition, when the state of element distribution on the particle surface was examined by X-ray electron spectroscopy, it was confirmed that fluorine and calcium were present at a higher concentration than in the interior of the particle.
(実験例2)
硝酸カルシウムに代えて、硝酸ストロンチウムを用いたことを除き、他は実験例1と同様にして正極活物質粉末を作製した。
( Experimental example 2)
A positive electrode active material powder was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that strontium nitrate was used instead of calcium nitrate.
作製した正極活物質粉末について、実験例1と同様にして組成の分析を行ったところ、Li1.03Sr0.04Co0.33Ni0.34Mn0.33O1.85F0.08の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、平均粒径は18μmであった。更に、SEMにより観察したところ、0.1μm〜5μmの一次粒子が凝集した球状の粒子が確認された。加えて、X線電子分光法により粒子表面におけるフッ素およびストロンチウムの分布を分析したところ、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在していることが確認された。 When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed in the same manner as in Experimental Example 1, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Sr 0.04 Co 0.33 Ni 0.34 Mn 0.33 O 1.85 F 0.08 . Moreover, when the particle size was measured by the laser scattering method, the average particle size was 18 μm. Furthermore, when observed by SEM, spherical particles in which primary particles of 0.1 μm to 5 μm aggregated were confirmed. In addition, when the distribution of fluorine and strontium on the particle surface was analyzed by X-ray electron spectroscopy, it was confirmed that it was present at a higher concentration on the particle surface than inside the particle.
(実験例3)
硝酸カルシウムに代えて、硝酸バリウムを用いたことを除き、他は実験例1と同様にして正極活物質粉末を作製した。
( Experimental example 3)
A positive electrode active material powder was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that barium nitrate was used instead of calcium nitrate.
作製した正極活物質粉末について、実験例1と同様にして組成の分析を行ったところ、Li1.03Ba0.03Co0.33Ni0.34Mn0.33O1.91F0.07の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、平均粒径は15μmであった。更に、SEMにより観察したところ、0.1μm〜5μmの一次粒子が凝集した球状の粒子が確認された。加えて、X線電子分光法により粒子表面におけるフッ素およびバリウムの分布を分析したところ、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在していることが確認された。 When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed in the same manner as in Experimental Example 1, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Ba 0.03 Co 0.33 Ni 0.34 Mn 0.33 O 1.91 F 0.07 . Moreover, when the particle size was measured by the laser scattering method, the average particle size was 15 μm. Furthermore, when observed by SEM, spherical particles in which primary particles of 0.1 μm to 5 μm aggregated were confirmed. In addition, when the distribution of fluorine and barium on the particle surface was analyzed by X-ray electron spectroscopy, it was confirmed that it was present at a higher concentration on the particle surface than inside the particle.
(実験例4)
硝酸ニッケルおよび硝酸マンガンを用いなかったことを除き、他は実験例1と同様にして正極活物質粉末を作製した。
( Experimental example 4)
A positive electrode active material powder was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that nickel nitrate and manganese nitrate were not used.
作製した正極活物質粉末について、実験例1と同様にして組成の分析を行ったところ、Li1.03Ca0.04Co1.00O1.99F0.08の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、平均粒径は18μmであった。更に、SEMにより観察したところ、0.1μm〜5μmの一次粒子が凝集した球状の粒子が確認された。加えて、X線電子分光法により粒子表面におけるフッ素およびカルシウムの分布を分析したところ、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在していることが確認された。 When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed in the same manner as in Experimental Example 1, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Ca 0.04 Co 1.00 O 1.99 F 0.08 . Moreover, when the particle size was measured by the laser scattering method, the average particle size was 18 μm. Furthermore, when observed by SEM, spherical particles in which primary particles of 0.1 μm to 5 μm aggregated were confirmed. In addition, when the distribution of fluorine and calcium on the particle surface was analyzed by X-ray electron spectroscopy, it was confirmed that they were present at a higher concentration on the particle surface than inside the particle.
(実験例5)
硝酸ニッケルおよび硝酸マンガンを用いず、硝酸カルシウムの混合量を2倍にしたことを除き、他は実験例1と同様にして正極活物質粉末を作製した。
( Experimental example 5)
A positive electrode active material powder was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that nickel nitrate and manganese nitrate were not used and the mixed amount of calcium nitrate was doubled.
作製した正極活物質粉末について、実験例1と同様にして組成の分析を行ったところ、Li1.03Ca0.08Co1.00O2.02F0.08の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、平均粒径は16μmであった。更に、SEMにより観察したところ、0.1μm〜5μmの一次粒子が凝集した球状の粒子が確認された。加えて、X線電子分光法により粒子表面におけるフッ素およびカルシウムの分布を分析したところ、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在していることが確認された。 When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed in the same manner as in Experimental Example 1, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Ca 0.08 Co 1.00 O 2.02 F 0.08 . Moreover, when the particle size was measured by the laser scattering method, the average particle size was 16 μm. Furthermore, when observed by SEM, spherical particles in which primary particles of 0.1 μm to 5 μm aggregated were confirmed. In addition, when the distribution of fluorine and calcium on the particle surface was analyzed by X-ray electron spectroscopy, it was confirmed that they were present at a higher concentration on the particle surface than inside the particle.
(実験例6)
硝酸ニッケルおよび硝酸マンガンに代えて、硝酸アルミニウムを用いたことを除き、他は実験例1と同様にして正極活物質粉末を作製した。その際、硝酸コバルトと、硝酸アルミニウムとは、コバルトとアルミニウムとの比率が、コバルト:アルミニウム=0.98:0.02のモル比となるように混合した。
( Experimental example 6)
A positive electrode active material powder was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that aluminum nitrate was used instead of nickel nitrate and manganese nitrate. At that time, cobalt nitrate and aluminum nitrate were mixed so that the ratio of cobalt to aluminum was a molar ratio of cobalt: aluminum = 0.98: 0.02.
作製した正極活物質粉末について、実験例1と同様にして組成の分析を行ったところ、Li1.03Ca0.04Co0.98Al0.02O2.02F0.08の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、平均粒径は15μmであった。更に、SEMにより観察したところ、0.1μm〜5μmの一次粒子が凝集した球状の粒子が確認された。加えて、X線電子分光法により粒子表面におけるフッ素およびカルシウムの分布を分析したところ、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在していることが確認された。 When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed in the same manner as in Experimental Example 1, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Ca 0.04 Co 0.98 Al 0.02 O 2.02 F 0.08 . Moreover, when the particle size was measured by the laser scattering method, the average particle size was 15 μm. Furthermore, when observed by SEM, spherical particles in which primary particles of 0.1 μm to 5 μm aggregated were confirmed. In addition, when the distribution of fluorine and calcium on the particle surface was analyzed by X-ray electron spectroscopy, it was confirmed that they were present at a higher concentration on the particle surface than inside the particle.
(比較例1)
硝酸ニッケル,硝酸マンガンおよび硝酸カルシウムを用いず、更に、パーフルオロヘキサン酸のエタノール溶液との混合および第2の加熱を行わなかったことを除き、他は実験例1と同様にして正極活物質粉末を作製した。作製した正極活物質粉末について、実験例1と同様にして組成の分析を行ったところ、Li1.03Co1.00O2.00の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、二次粒子の平均粒径は15μmであった。
(Comparative Example 1)
The positive electrode active material powder was the same as in Experimental Example 1 except that nickel nitrate, manganese nitrate and calcium nitrate were not used, and the mixture was not mixed with an ethanol solution of perfluorohexanoic acid and secondly heated. Was made. When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed in the same manner as in Experimental Example 1, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Co 1.00 O 2.00 . Moreover, when the particle diameter was measured by the laser scattering method, the average particle diameter of the secondary particles was 15 μm.
(比較例2)
硝酸ニッケルおよび硝酸マンガンを用いず、更に、パーフルオロヘキサン酸のエタノール溶液との混合および第2の加熱を行わなかったことを除き、他は実験例1と同様にして正極活物質粉末を作製した。作製した正極活物質粉末について、実験例1と同様にして組成の分析を行ったところ、Li1.03Ca0.03Co1.00O2.00の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、二次粒子の平均粒径は12μmであった。
(Comparative Example 2)
A positive electrode active material powder was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, except that nickel nitrate and manganese nitrate were not used, and further, mixing with ethanol solution of perfluorohexanoic acid and second heating were not performed. . When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed in the same manner as in Experimental Example 1, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Ca 0.03 Co 1.00 O 2.00 . Moreover, when the particle size was measured by the laser scattering method, the average particle size of the secondary particles was 12 μm.
(比較例3)
硝酸カルシウムの混合量を変化させ、硝酸ニッケルおよび硝酸マンガンを用いなかったことを除き、他は実験例1と同様にして正極活物質粉末を作製した。作製した正極活物質粉末について、実験例1と同様にして組成の分析を行ったところ、Li1.03Ca0.11Co1.00O2.06F0.08の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、二次粒子の平均粒径は13μmであった。
(Comparative Example 3)
A positive electrode active material powder was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that the amount of calcium nitrate mixed was changed and nickel nitrate and manganese nitrate were not used. When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed in the same manner as in Experimental Example 1, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Ca 0.11 Co 1.00 O 2.06 F 0.08 . Moreover, when the particle size was measured by the laser scattering method, the average particle size of the secondary particles was 13 μm.
(比較例4)
パーフルオロヘキサン酸の濃度を変化させたことを除き、他は実験例1と同様にして正極活物質粉末を作製した。作製した正極活物質粉末について、実験例1と同様にして組成の分析を行ったところ、Li1.03Ca0.05Co0.34Ni0.33Mn0.33O1.96F0.12の平均組成を有することが確認された。また、レーザー散乱法により粒径を測定したところ、二次粒子の平均粒径は12μmであった。
(Comparative Example 4)
A positive electrode active material powder was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that the concentration of perfluorohexanoic acid was changed. When the composition of the produced positive electrode active material powder was analyzed in the same manner as in Experimental Example 1, it was confirmed that it had an average composition of Li 1.03 Ca 0.05 Co 0.34 Ni 0.33 Mn 0.33 O 1.96 F 0.12 . Moreover, when the particle size was measured by the laser scattering method, the average particle size of the secondary particles was 12 μm.
次いで、作製した実験例1〜6および比較例1〜4の正極活物質粉末を用い、図2,3に示した二次電池を作製した。まず、正極活物質粉末86質量%と、導電剤としてグラファイト10質量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン4質量%とを混合し、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させたのち、厚み20μmの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体21Aの両面に塗布して乾燥させ、圧縮成型して正極活物質層21Bを形成し正極21を作製した。その際、正極活物質層21Bの空隙率は26体積%とした。次いで、正極集電体21Aにアルミニウム製の正極リード25を取り付けた。
Next, secondary batteries shown in FIGS. 2 and 3 were produced using the produced positive electrode active material powders of Experimental Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4. First, 86% by mass of positive electrode active material powder, 10% by mass of graphite as a conductive agent, and 4% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed and dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent. The positive electrode
また、負極活物質として人造黒鉛粉末90質量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン10質量%とを混合し、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させたのち、厚み10μmの帯状銅箔よりなる負極集電体22Aの両面に塗布して乾燥させ、圧縮成型して負極活物質層22Bを形成し負極22を作製した。次いで、負極集電体22Aにニッケル製の負極リード26を取り付けた。その際、正極活物質と負極活物質の量を調節し、完全充電時における開回路電圧が4.40Vまたは4.20Vであり、負極22の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるように設計した。
Further, 90% by mass of artificial graphite powder as a negative electrode active material and 10% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed and dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone which is a solvent. The negative electrode
次いで、作製した正極21と負極22とを、多孔性ポリオレフィンフィルムよりなるセパレータ23を介して多数回巻回し、巻回電極体20を作製した。続いて、巻回電極体20を一対の絶縁板12,13で挟み、負極リード26を電池缶11に溶接すると共に、正極リード25を安全弁機構15に溶接して、電池缶11の内部に収納した。そののち、電池缶11の内部に電解液を注入し、ガスケット17を介して電池缶11をかしめることにより、安全弁機構15、熱感抵抗素子16および電池蓋14を固定し、外径18mm、高さ65mmの円筒型二次電池を得た。電解液には、炭酸エチレンと炭酸ジエチルとを1:1の体積比で混合した溶媒に、電解質塩としてLiPF6 を1.0mol/lとなるように溶解させたものを用いた。
Next, the produced
作製した二次電池について、45℃で充放電を行い、1サイクル目の放電容量を初期容量として求めると共に、1サイクル目に対する200サイクル目の放電容量維持率を調べた。完全充電時における開回路電圧が4.40Vの二次電池では、充電は、1000mAの定電流で電池電圧が4.40Vに達するまで定電流充電を行ったのち、4.40Vの定電圧で充電時間の合計が2.5時間となるまで定電圧充電を行い、放電は、800mAの定電流で電池電圧が2.75Vに達するまで定電流放電を行った。また、完全充電時における開回路電圧が4.20Vの二次電池では、充電は、1000mAの定電流で電池電圧が4.20Vに達するまで定電流充電を行ったのち、4.20Vの定電圧で充電時間の合計が2.5時間となるまで定電圧充電を行い、放電は、800mAの定電流で電池電圧が2.75Vに達するまで定電流放電を行った。得られた結果を表1に示す。なお、表1には、完全充電時における開回路電圧が4.40Vの二次電池における初期容量を示した。 The produced secondary battery was charged and discharged at 45 ° C., and the discharge capacity at the first cycle was determined as the initial capacity, and the discharge capacity retention rate at the 200th cycle relative to the first cycle was examined. For a secondary battery with an open circuit voltage of 4.40 V when fully charged, charge is performed at a constant current of 1000 mA until the battery voltage reaches 4.40 V, and then charged at a constant voltage of 4.40 V. Constant voltage charging was performed until the total time reached 2.5 hours, and discharging was performed at a constant current of 800 mA until the battery voltage reached 2.75V. Further, in a secondary battery having an open circuit voltage of 4.20 V at the time of full charge, charging is performed at a constant current of 1000 mA until the battery voltage reaches 4.20 V, and then a constant voltage of 4.20 V is charged. Then, constant voltage charging was performed until the total charging time reached 2.5 hours, and discharging was performed at a constant current of 800 mA until the battery voltage reached 2.75V. The obtained results are shown in Table 1. Table 1 shows initial capacities of secondary batteries having an open circuit voltage of 4.40 V during full charge.
表1に示したように、平均組成がLi(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd で表され、かつ、第1元素Aであるカルシウム,ストロンチウムまたはバリウムと、フッ素とが、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在する正極活物質を用いた実験例1〜6によれば、第1元素Aおよびフッ素を含まない比較例1,2よりも、初期容量および放電容量維持率が共に向上し、特に、完全充電時における開回路電圧が4.40Vの二次電池では、高い値が得られた。また、第1元素Aあるいはフッ素の組成が範囲外にある比較例3,4よりも、初期容量が向上した。 As shown in Table 1, the average composition is represented by Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d, and the first element A According to Experimental Examples 1 to 6 using a positive electrode active material in which certain calcium, strontium or barium and fluorine are present at a higher concentration on the particle surface than in the inside of the particle, the comparison does not include the first element A and fluorine Both the initial capacity and the discharge capacity maintenance ratio were improved as compared with Examples 1 and 2. Particularly, a high value was obtained in a secondary battery having an open circuit voltage of 4.40 V during full charge. Further, the initial capacity was improved as compared with Comparative Examples 3 and 4 in which the composition of the first element A or fluorine was out of the range.
すなわち、平均組成がLi(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd で表され、第1元素Aおよびフッ素が粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在する正極活物質を用いるようにすれば、容量およびサイクル特性を向上させることができることが分かった。 That is, the average composition is represented by Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d, the first element A and fluorine as compared with the inside of the grain particles It was found that the capacity and cycle characteristics can be improved by using a positive electrode active material present at a high concentration on the surface.
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態または実施例では、液状の電解質である電解液、または電解液を高分子化合物に保持させたゲル状の電解質を用いる場合について説明したが、他の電解質を用いるようにしてもよい。他の電解質としては、例えば、イオン伝導性を有する高分子化合物に電解質塩を分散させた高分子電解質、イオン伝導性セラミックス,イオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶などよりなる無機固体電解質、溶融塩電解質、またはこれらを混合したものが挙げられる。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment or example, the case of using an electrolytic solution that is a liquid electrolyte or a gel electrolyte in which the electrolytic solution is held in a polymer compound has been described, but other electrolytes may be used. Also good. Other electrolytes include, for example, a polymer electrolyte in which an electrolyte salt is dispersed in a polymer compound having ion conductivity, an inorganic solid electrolyte made of ion conductive ceramics, ion conductive glass, or ionic crystals, or a molten salt electrolyte. Or a mixture thereof.
また、上記実施の形態および実施例では、負極の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池について説明したが、本発明は、負極活物質にリチウム金属を用い、負極の容量が、リチウムの析出および溶解による容量成分により表されるいわゆるリチウム金属二次電池、または、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の充電容量を正極の充電容量よりも小さくすることにより、負極の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表されるようにした二次電池についても同様に適用することができる。 In the above embodiments and examples, a so-called lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium has been described. However, the present invention relates to lithium metal as the negative electrode active material. The capacity of the negative electrode used is a so-called lithium metal secondary battery whose capacity is represented by the deposition and dissolution of lithium, or the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium is more charged than the positive electrode. The same applies to a secondary battery in which the capacity of the negative electrode includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is expressed by the sum thereof, by reducing the capacity. be able to.
更に、上記実施の形態および実施例では、巻回構造を有する二次電池について説明したが、本発明は、正極および負極を折り畳んだりあるいは積み重ねた他の構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。加えて、いわゆるコイン型,ボタン型あるいは角型などの他の形状を有する二次電池についても適用することができる。 Further, in the above embodiments and examples, the secondary battery having a winding structure has been described, but the present invention is similarly applied to a secondary battery having another structure in which the positive electrode and the negative electrode are folded or stacked. can do. In addition, so-called coin type, Ru can be applied for a secondary battery having other shape such as a button type or square type.
11…電池缶、12,13…絶縁板、14…電池蓋、15…安全弁機構,15A…ディスク板、16…熱感抵抗素子、17…ガスケット、20,30…巻回電極体、21,33…正極、21A,33A…正極集電体、21B,33B…正極活物質層、22,34…負極、22A,34A…負極集電体、22B,34B…負極活物質層、23,35…セパレータ、24…センターピン、25,31…正極リード、26,32…負極リード、36…電解質層、37…保護テープ、40…外装部材、41…密着フィルム。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery can, 12, 13 ... Insulation board, 14 ... Battery cover, 15 ... Safety valve mechanism, 15A ... Disc board, 16 ... Heat sensitive resistance element, 17 ... Gasket, 20, 30 ... Winding electrode body, 21, 33 ... Positive electrode, 21A, 33A ... Positive electrode current collector, 21B, 33B ... Positive electrode active material layer, 22, 34 ... Negative electrode, 22A, 34A ... Negative electrode current collector, 22B, 34B ... Negative electrode active material layer, 23, 35 ... Separator , 24 ... Center pin, 25, 31 ... Positive electrode lead, 26, 32 ... Negative electrode lead, 36 ... Electrolyte layer, 37 ... Protective tape, 40 ... Exterior member, 41 ... Adhesion film.
Claims (9)
前記複合酸化物粒子は、コバルトとニッケルとマンガンと第2元素Mとの組成がCo(1-x-y-z) Nix Mny Mz で表される酸化物,水酸化物またはこれらの含水物よりなる前駆体粒子に、第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aが添加されると共に、前記前駆体粒子に第1元素Aが添加されたのち、または添加される際に、フッ素が添加され、
前記複合酸化物粒子における第1元素Aおよびフッ素は、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在する、二次電池用正極活物質。 During average composition Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d ( wherein, A is calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba ) M is magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron At least of the group consisting of (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), tungsten (W), zirconium (Zr), yttrium (Y) and niobium (Nb) X, y, and z are values within the ranges of 0 <x <0.85, 0 <y <0.55, 0 ≦ z <0.10, and x + y + z ≦ 1, respectively. a, b, c and d are −0.10 ≦ a ≦ 0.10 and 0, respectively. b ≦ 0.10, wherein the composite oxide particles represented by a.) a value in the range of -0.10 ≦ c ≦ 0.20,0 <d ≦ 0.10,
The composite oxide particles is composed of cobalt and composition of the nickel and the manganese and the second element M Co (1-xyz) Ni x Mn y M oxide represented by z, hydroxides or their hydrates of the precursor particles, by the material of the first element a is heat-treated by depositing, Rutotomoni first element a is added, after the first element a is added to the precursor particles, or is added When fluorine is added ,
The first element A and fluorine in the composite oxide particles are present in a higher concentration on the particle surface than in the particles, and a positive electrode active material for a secondary battery.
コバルトとニッケルとマンガンと第2元素Mとの組成がCo(1-x-y-z) Nix Mny Mz で表される酸化物,水酸化物またはこれらの含水物よりなる前駆体粒子に、第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aを添加する工程を含み、
前記前駆体粒子に第1元素Aを添加したのち、または添加する際に、フッ素を添加する、二次電池用正極活物質の製造方法。
Li(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd ・・・・・(1)
(式中、Aはカルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr)およびバリウム(Ba)からなる群のうちの少なくとも1種の第1元素であり、Mはマグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),スズ(Sn),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),イットリウム(Y)およびニオブ(Nb)からなる群のうちの少なくとも1種の第2元素である。x,yおよびzは、それぞれ0<x<0.85、0<y<0.55、0≦z<0.10、x+y+z≦1の範囲内の値、a,b,cおよびdは、それぞれ−0.10≦a≦0.10、0<b≦0.10、−0.10≦c≦0.20、0<d≦0.10の範囲内の値である。) A method for producing a positive electrode active material comprising composite oxide particles having an average composition represented by formula (1),
Cobalt oxide compositions of the nickel and the manganese and the second element M is represented by Co (1-xyz) Ni x Mn y M z, the precursor particles consisting of hydroxides or their hydrate, first the raw material of the element a by heat treatment are adhered to, look including the step of adding a first element a,
A method for producing a positive electrode active material for a secondary battery , wherein fluorine is added after or when the first element A is added to the precursor particles .
Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d ····· (1)
(In the formula, A is at least one first element selected from the group consisting of calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba), and M is magnesium (Mg), aluminum (Al), boron ( B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), tungsten (W), zirconium ( Zr), yttrium (Y), and niobium (Nb), at least one second element, where x, y, and z are 0 <x <0.85 and 0 <y <0. 55, 0 ≦ z <0.10, values in the range of x + y + z ≦ 1, a, b, c and d are −0.10 ≦ a ≦ 0.10, 0 <b ≦ 0.10, −0, respectively. .10 ≦ c ≦ 0.20, 0 <d ≦ 0.10 Is the value of the 囲内.)
前記正極は、平均組成がLi(1+a) Ab Co(1-x-y-z) Nix Mny Mz O(2-c) Fd (式中、Aはカルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr)およびバリウム(Ba)からなる群のうちの少なくとも1種の第1元素であり、Mはマグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),スズ(Sn),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),イットリウム(Y)およびニオブ(Nb)からなる群のうちの少なくとも1種の第2元素である。x,yおよびzは、それぞれ0<x<0.85、0<y<0.55、0≦z<0.10、x+y+z≦1の範囲内の値、a,b,cおよびdは、それぞれ−0.10≦a≦0.10、0<b≦0.10、−0.10≦c≦0.20、0<d≦0.10の範囲内の値である。)で表される複合酸化物粒子を含み、
前記複合酸化物粒子は、コバルトとニッケルとマンガンと第2元素Mとの組成がCo(1-x-y-z) Nix Mny Mz で表される酸化物,水酸化物またはこれらの含水物よりなる前駆体粒子に、第1元素Aの原料を被着させて熱処理することにより、第1元素Aが添加されると共に、前記前駆体粒子に第1元素Aが添加されたのち、または添加される際に、フッ素が添加され、
前記複合酸化物粒子における第1元素Aおよびフッ素は、粒子内部に比べて粒子表面に高濃度に存在する、二次電池。 Along with a positive electrode and a negative electrode, an electrolyte is provided,
The positive electrode, the average composition of Li (1 + a) A b Co (1-xyz) Ni x Mn y M z O (2-c) F d ( wherein, A is calcium (Ca), strontium (Sr) And at least one first element selected from the group consisting of barium (Ba), and M is magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium ( The group consisting of Cr), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), tungsten (W), zirconium (Zr), yttrium (Y) and niobium (Nb) X, y, and z are ranges of 0 <x <0.85, 0 <y <0.55, 0 ≦ z <0.10, and x + y + z ≦ 1, respectively. The values a, b, c and d are -0.10 ≦ a ≦ .10,0 <b ≦ 0.10, wherein the composite oxide particles represented by a value within a range of -0.10 ≦ c ≦ 0.20,0 <d ≦ 0.10.),
The composite oxide particles is composed of cobalt and composition of the nickel and the manganese and the second element M Co (1-xyz) Ni x Mn y M oxide represented by z, hydroxides or their hydrates of the precursor particles, by the material of the first element a is heat-treated by depositing, Rutotomoni first element a is added, after the first element a is added to the precursor particles, or is added When fluorine is added ,
The secondary battery in which the first element A and fluorine in the composite oxide particles are present at a higher concentration on the particle surface than in the inside of the particle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005179909A JP5017806B2 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Positive electrode active material for secondary battery, method for producing the same, and secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005179909A JP5017806B2 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Positive electrode active material for secondary battery, method for producing the same, and secondary battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006351487A JP2006351487A (en) | 2006-12-28 |
JP5017806B2 true JP5017806B2 (en) | 2012-09-05 |
Family
ID=37647102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005179909A Expired - Fee Related JP5017806B2 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Positive electrode active material for secondary battery, method for producing the same, and secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5017806B2 (en) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009099523A (en) * | 2007-09-27 | 2009-05-07 | Sanyo Electric Co Ltd | Lithium secondary battery |
JP5463754B2 (en) * | 2009-06-23 | 2014-04-09 | 株式会社豊田中央研究所 | Active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery, and method for producing active material for lithium secondary battery |
KR101492754B1 (en) | 2010-09-17 | 2015-02-11 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | Lithium ion secondary battery |
JP5598726B2 (en) * | 2011-05-31 | 2014-10-01 | トヨタ自動車株式会社 | Lithium secondary battery |
JP5741932B2 (en) | 2011-06-01 | 2015-07-01 | 住友金属鉱山株式会社 | Transition metal composite hydroxide as a precursor of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a method for producing the same, and a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP6226430B2 (en) | 2012-01-17 | 2017-11-08 | エルジー・ケム・リミテッド | Positive electrode active material, lithium secondary battery for controlling impurities or swelling, and method for producing positive electrode active material with improved productivity |
JP6017978B2 (en) | 2013-01-24 | 2016-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | Positive electrode active material and lithium secondary battery using the active material |
JP2015018819A (en) * | 2014-09-11 | 2015-01-29 | Tdk株式会社 | Active material and lithium ion secondary battery |
JP6545711B2 (en) * | 2014-12-25 | 2019-07-17 | 三洋電機株式会社 | Positive electrode active material and non-aqueous electrolyte secondary battery |
EP4084142A4 (en) * | 2019-12-24 | 2023-06-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery |
JPWO2021172446A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | ||
JPWO2021172445A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2974213B1 (en) * | 1998-11-13 | 1999-11-10 | 宇部興産株式会社 | Positive electrode active material for lithium secondary battery, method for producing the same and use thereof |
JP3777988B2 (en) * | 2001-01-23 | 2006-05-24 | 日亜化学工業株式会社 | Positive electrode active material for lithium secondary battery and method for producing the same |
JP4167654B2 (en) * | 2002-09-03 | 2008-10-15 | Agcセイミケミカル株式会社 | Method for producing lithium cobalt composite oxide for positive electrode of lithium secondary battery |
JP4199506B2 (en) * | 2002-09-26 | 2008-12-17 | Agcセイミケミカル株式会社 | Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery |
TW200423458A (en) * | 2002-11-29 | 2004-11-01 | Seimi Chem Kk | Method for preparing positive electrode active material for lithium secondary cell |
-
2005
- 2005-06-20 JP JP2005179909A patent/JP5017806B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006351487A (en) | 2006-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4586991B2 (en) | Positive electrode active material, method for producing the same, and secondary battery | |
JP5017806B2 (en) | Positive electrode active material for secondary battery, method for producing the same, and secondary battery | |
JP4984436B2 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, method for producing the same, positive electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery | |
JP4656097B2 (en) | Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP4311438B2 (en) | Positive electrode active material, nonaqueous electrolyte secondary battery using the same, and method for producing positive electrode active material | |
JP2007048711A (en) | Anode active material, manufacturing method of the same, and battery | |
JP4992200B2 (en) | Cathode active material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery | |
JP5082307B2 (en) | Positive electrode active material, method for producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5040073B2 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, method for producing the same, and lithium ion secondary battery | |
JP2007103119A (en) | Positive electrode material, positive electrode and battery | |
JP5092292B2 (en) | Positive electrode active material, method for producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5040078B2 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, method for producing the same, and lithium ion secondary battery | |
JP4821217B2 (en) | Positive electrode active material, positive electrode and battery | |
JP5040076B2 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, method for producing the same, and lithium ion secondary battery | |
JP5076285B2 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, positive electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery | |
JP5076332B2 (en) | Method for producing positive electrode active material and method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2007066839A (en) | Cathode active material, manufacturing method of the same, and battery | |
JP5028886B2 (en) | Positive electrode active material, method for producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5040075B2 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, method for producing the same, and lithium ion secondary battery | |
JP5206914B2 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, positive electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery | |
JP5040282B2 (en) | Positive electrode active material, method for producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5040074B2 (en) | Method for producing positive electrode active material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery | |
JP2007258094A (en) | Positive-electrode active material, positive electrode, and battery | |
JP2008071623A (en) | Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and its manufacturing method | |
JP5082204B2 (en) | Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080327 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110317 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110422 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120214 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120327 |
|
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: 20120515 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120528 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150622 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |