JP5050834B2 - リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 - Google Patents
リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5050834B2 JP5050834B2 JP2007330259A JP2007330259A JP5050834B2 JP 5050834 B2 JP5050834 B2 JP 5050834B2 JP 2007330259 A JP2007330259 A JP 2007330259A JP 2007330259 A JP2007330259 A JP 2007330259A JP 5050834 B2 JP5050834 B2 JP 5050834B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium secondary
- secondary battery
- lithium
- active material
- solid solution
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
・Li[Ni1/2Mn1/2]O2の割合が(1−3x)(1−y)、
・Li[Li1/3Mn2/3]O2の割合が3x(1−y)、
・LiCoO2の割合がy
で固溶したと仮定される層状リチウム遷移金属複合酸化物、すなわち
[Li](3a)[(LixNi(1-3x)/2Mn(1+x)/2)(1-y)Coy](3b)O2 …(II)
を基本構造に持つ。
ここで、(3a)、(3b)はそれぞれ層状R(−3)m構造中の異なる金属サイトを表す。」、「ただし、本発明の重要な点は、さらに(II)式の組成に対してLiをzモルだけ過剰に加え、固溶させたものであり、
[Li](3a)[Liz/(2+z){(LixNi(1-3x)/2Mn(1+x)/2)(1-y)Coy}2/(2+z)](3b)O2 …(I)
(ただし、0.01≦x≦0.15、0≦y≦0.35、0.02(1−y)(1−3x)≦z≦0.15(1−y)(1−3x)、また、(3a)、(3b)はそれぞれ層状R(−3)m構造中の異なる金属サイトを表す。)
で表されることを特徴とする。」(段落0018〜0019)等と記載され、Li[Ni1/2Mn1/2]O2とLi[Li1/3Mn2/3]O2とLiCoO2との3つの成分の固溶体を基本構造として採用する考え方については記載がある。しかし、比較例を参照しても、Li量は、そのような固溶体を想定した場合に自然に導かれる量を超えて過剰量としたもののみが具体的に記載されており、Li量を意図的に過剰としない組成範囲内において、3つの成分の比率を特定のものとすることにより、放電容量を向上できることについては記載がない。
るリチウム塩とを混合して用いることにより、さらに電解質の粘度を下げることができるので、低温特性をさらに高めることができ、また、自己放電を抑制することができ、より望ましい。
反応槽に水を0.5リットル入れた。さらにpH=11.5±0.1となるよう、32%水酸化ナトリウム水溶液を加えた。パドルタイプの攪拌羽根を備えた攪拌機を用いて300rpmの回転速度で攪拌し、外部ヒーターにより反応槽内溶液温度を50℃に保った。別途、Co、Ni及びMnの各元素が0.25:0.17:0.45の比率で含有するように、硫酸マンガン5水和物と硫酸ニッケル6水和物と硫酸コバルト7水和物が溶解している原料溶液を調整した。前記原料溶液を約3ml/分の流量で前記反応槽に連続的に滴下した。また、上記pHを維持するよう、32%水酸化ナトリウム水溶液を断続的に投入した。また、前記反応槽内の溶液温度が50℃と一定になるよう断続的にヒーターで制御した。原料溶液が全量滴下された後、撹拌及びヒーター加熱を停止して一晩静置した。次いで、沈殿物のスラリーを採取した。採取したスラリーを水洗、ろ過し、110℃で一晩乾燥させ、共沈水酸化物前駆体の乾燥粉末を得た。
共沈水酸化物前駆体が含有する遷移金属元素の組成及び水酸化リチウムの混合量について、表1に実施例2〜8に示す組成式に沿って変更した他は、実施例1と同様にして、本発明に係る活物質を合成した。
共沈水酸化物前駆体が含有する遷移金属元素の組成及び水酸化リチウムの混合量について、表1に比較例1〜6、比較例8〜15に示す組成式に沿って変更した他は、実施例1と同様にして、本発明に係る活物質を合成した。ここで、比較例5と比較例6は、後述する試験条件における充電電圧の設定値が異なるだけであり、活物質としては同一である。また、比較例8と比較例9も、後述する試験条件における充電電圧の設定値が異なるだけであり、活物質としては同一である。
共沈水酸化物前駆体粉末に代えて、LiOH・H2O、Co(OH)2、Ni(OH)2及びMnOOHのそれぞれの粉体を元素比がLi:Co:Ni:Co=1:0.33:0.33:0.33となるように混合して得た粉体を用いたことを除いては、実施例1と同様にして、比較例7に係る活物質を合成した。得られたエックス線回折図は、比較例1,6と区別が付かないものであった。しかしながら、EPMA観察の結果、Co,Ni,Mnは均一に分布しているものではなかった。
実施例1〜8及び比較例1〜19のそれぞれの活物質をリチウム二次電池用正極活物質として用いて以下の手順でリチウム二次電池を作製し、電池特性を評価した。
Claims (6)
- α−NaFeO2型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を含むリチウム二次電池用活物質であって、前記固溶体が含有するリチウム元素及び遷移金属元素の組成比が、組成式Li1+(1/3)xCo1−x−yNi(1/2)yMn(2/3)x+(1/2)y(x+y≦1、0≦y、且つ、0.45≦x≦0.6)を満たし、且つ、4.3V(vs.Li/Li+)を超え4.8V以下(vs.Li/Li+)の正極電位範囲に充電電気量に対して出現する電位変化が比較的平坦な領域に少なくとも至る初期充電を行う工程を経た場合に、4.3V(vs.Li/Li+)以下の電位領域において放電可能な電気量が200mAh/g以上となることを特徴とするリチウム二次電池用活物質。
- α−NaFeO2型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を含むリチウム二次電池用活物質であって、前記固溶体が含有するリチウム元素及び遷移金属元素の組成比が、組成式Li1+pCoaNibMnc(a≧0、b≧0、c>0)において、2a+b+3cの値が2(誤差範囲±0.1)であり、α=a+2bとしたとき、pの値が(1−α)×1/3(誤差範囲±0.1)であって、1−αの値が0.45以上0.6以下であり、且つ、4.3V(vs.Li/Li+)を超え4.8V以下(vs.Li/Li+)の正極電位範囲に充電電気量に対して出現する電位変化が比較的平坦な領域に少なくとも至る初期充電を行う工程を経た場合に、4.3V(vs.Li/Li+)以下の電位領域において放電可能な電気量が200mAh/g以上となることを特徴とするリチウム二次電池用活物質。
- 前記リチウム遷移金属複合酸化物の固溶体は、CuKα線を用いたエックス線回折測定を行ったときに、20〜30°付近に、Li[Li1/3Mn2/3]O2型の単斜晶にみられる回折ピークが観察されることを特徴とする請求項1又は2に記載のリチウム二次電池用活物質。
- 溶媒中でCo,Ni及びMnを含有する水酸化物を共沈させて前駆体を作製し、前記前駆体とリチウム化合物を混合、焼成する工程を経て前記リチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を作製することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のリチウム二次電池用活物質の製造方法。
- 正極が請求項1〜3のいずれかに記載のリチウム二次電池用活物質を含むリチウム二次電池。
- 充電時の正極の最大到達電位が4.3V(vs.Li/Li+)以下である充電方法が採用される請求項5に記載のリチウム二次電池を製造するための製造方法であって、4.3V(vs.Li/Li+)を超え4.8V以下(vs.Li/Li+)の正極電位範囲に充電電気量に対して出現する電位変化が比較的平坦な領域に少なくとも至る充電を行う工程を含むことを特徴とするリチウム二次電池の製造方法。
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007330259A JP5050834B2 (ja) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 |
US12/734,579 US8551659B2 (en) | 2007-11-12 | 2008-11-11 | Active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery, and method for producing the same |
EP08850571.4A EP2219251B1 (en) | 2007-11-12 | 2008-11-11 | Active material for lithium rechargeable battery and lithium rechargeable battery |
CN2008801155784A CN101878556A (zh) | 2007-11-12 | 2008-11-11 | 锂二次电池用活性物质、锂二次电池及其制造方法 |
PCT/JP2008/070444 WO2009063838A1 (ja) | 2007-11-12 | 2008-11-11 | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 |
CN2010105603331A CN102055023A (zh) | 2007-11-12 | 2008-11-11 | 锂二次电池的制造方法 |
KR1020107023748A KR101323126B1 (ko) | 2007-11-12 | 2008-11-11 | 리튬 이차전지의 제조방법 |
KR1020107010004A KR101574958B1 (ko) | 2007-11-12 | 2008-11-11 | 리튬 이차전지용 활물질, 리튬 이차전지 및 그 제조방법 |
EP10187540A EP2278642B1 (en) | 2007-11-12 | 2008-11-11 | Method for producing an active material for lithium secondary battery and a lithium secondary battery |
US12/923,844 US8382860B2 (en) | 2007-11-12 | 2010-10-12 | Process for producing lithium secondary battery |
US13/629,001 US9825281B2 (en) | 2007-11-12 | 2012-09-27 | Method for producing active material for lithium secondary battery and method of using lithium secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007330259A JP5050834B2 (ja) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011042943A Division JP5207151B2 (ja) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009152114A JP2009152114A (ja) | 2009-07-09 |
JP2009152114A5 JP2009152114A5 (ja) | 2010-11-25 |
JP5050834B2 true JP5050834B2 (ja) | 2012-10-17 |
Family
ID=40921002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007330259A Active JP5050834B2 (ja) | 2007-11-12 | 2007-12-21 | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5050834B2 (ja) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5286870B2 (ja) * | 2008-03-26 | 2013-09-11 | 株式会社豊田中央研究所 | リチウムイオン二次電池の製造方法及びリチウムイオン二次電池 |
JP5673990B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2015-02-18 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン電池用正極材料およびこれを用いたリチウムイオン電池 |
US10056644B2 (en) * | 2009-07-24 | 2018-08-21 | Zenlabs Energy, Inc. | Lithium ion batteries with long cycling performance |
WO2011021686A1 (ja) | 2009-08-21 | 2011-02-24 | 株式会社Gsユアサ | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池用電極、リチウム二次電池及びその製造方法 |
WO2011068172A1 (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス用正極材料およびこれを用いた電気デバイス |
EP2518019A4 (en) * | 2009-12-25 | 2014-12-31 | Toyota Jidoshokki Kk | METHOD FOR PRODUCING COMPLEX OXIDE, POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM-ION SECONDARY BATTERY, AND LITHIUM-ION SECONDARY BATTERY |
CN103168383A (zh) * | 2010-09-03 | 2013-06-19 | 安维亚系统公司 | 具有富含锂的阴极材料的极长循环锂离子电池 |
WO2012057289A1 (ja) | 2010-10-29 | 2012-05-03 | 旭硝子株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極活物質、正極、電池、及び製造方法 |
JP2012142154A (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Sony Corp | リチウムイオン二次電池、電動工具、電動車両および電力貯蔵システム |
JP2012142155A (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Sony Corp | リチウム二次電池、正極活物質、正極、電動工具、電動車両および電力貯蔵システム |
JP5626035B2 (ja) * | 2011-03-07 | 2014-11-19 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池の前処理方法及び使用方法 |
JP6146947B2 (ja) * | 2011-11-25 | 2017-06-14 | 三星エスディアイ株式会社SAMSUNG SDI Co., LTD. | リチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法 |
JP6032457B2 (ja) * | 2012-02-03 | 2016-11-30 | 日産自動車株式会社 | 固溶体リチウム含有遷移金属酸化物及びリチウムイオン二次電池 |
JP6032458B2 (ja) * | 2012-02-03 | 2016-11-30 | 日産自動車株式会社 | 固溶体リチウム含有遷移金属酸化物及びリチウムイオン二次電池 |
JP6112380B2 (ja) | 2012-03-07 | 2017-04-12 | 日産自動車株式会社 | 正極活物質、電気デバイス用正極及び電気デバイス |
JP6156713B2 (ja) * | 2012-03-07 | 2017-07-05 | 日産自動車株式会社 | 正極活物質、電気デバイス用正極及び電気デバイス |
WO2013146723A1 (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-03 | Tdk株式会社 | リチウムイオン二次電池用活物質及びリチウムイオン二次電池 |
JP6024869B2 (ja) * | 2012-04-02 | 2016-11-16 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質二次電池用正極活物質及びこれを用いた非水電解質二次電池 |
JPWO2014007357A1 (ja) * | 2012-07-06 | 2016-06-02 | 住友化学株式会社 | リチウム複合金属酸化物、正極活物質、正極および非水電解質二次電池 |
WO2014007360A1 (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | 住友化学株式会社 | リチウム複合金属酸化物、リチウム複合金属酸化物の製造方法、正極活物質、正極および非水電解質二次電池 |
EP2882029A4 (en) | 2012-08-02 | 2015-07-29 | Nissan Motor | NONAQUEOUS ORGANIC ELECTROLYTE SECONDARY CELL |
WO2014069466A1 (ja) | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 旭硝子株式会社 | 正極活物質およびその製造方法 |
WO2014162531A1 (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-09 | 株式会社 日立製作所 | リチウムイオン二次電池用正極材料 |
JP6467352B2 (ja) * | 2014-01-20 | 2019-02-13 | 住友化学株式会社 | 正極活物質およびその製造方法 |
US11545662B2 (en) | 2017-12-15 | 2023-01-03 | Gs Yuasa International Ltd. | Positive active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, method of producing positive active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005100947A (ja) * | 2003-08-21 | 2005-04-14 | Mitsubishi Materials Corp | 非水二次電池用正極材料質及びその製造方法並びにこれを用いた非水二次電池 |
JP2007184145A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウム二次電池 |
JP5173145B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2013-03-27 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JP5315591B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2013-10-16 | ソニー株式会社 | 正極活物質および電池 |
-
2007
- 2007-12-21 JP JP2007330259A patent/JP5050834B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009152114A (ja) | 2009-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5050834B2 (ja) | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 | |
JP4877660B2 (ja) | リチウム二次電池用活物質、その製造方法及びリチウム二次電池 | |
US9825281B2 (en) | Method for producing active material for lithium secondary battery and method of using lithium secondary battery | |
JP5904371B2 (ja) | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池 | |
JP5648792B2 (ja) | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池用電極、リチウム二次電池及びその製造方法 | |
JP5217372B2 (ja) | リチウム二次電池用活物質及びリチウム二次電池 | |
WO2011021686A1 (ja) | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池用電極、リチウム二次電池及びその製造方法 | |
JP5871187B2 (ja) | 非水電解質二次電池用活物質、その活物質の製造方法、非水電解質二次電池用電極及び非水電解質二次電池 | |
JP2009259505A (ja) | 非水電解質二次電池用正極活物質及び非水電解質二次電池 | |
JP5757139B2 (ja) | 非水電解質二次電池用正極活物質、リチウム遷移金属複合酸化物、非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法、及び非水電解質二次電池 | |
JP4706991B2 (ja) | リチウム二次電池の製造方法 | |
JP2012151083A (ja) | 非水電解質二次電池用正極活物質、リチウム遷移金属複合酸化物、非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法、及び非水電解質二次電池 | |
JP5700274B2 (ja) | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池用電極、リチウム二次電池及びその製造方法 | |
JP5272870B2 (ja) | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池 | |
JP5207152B2 (ja) | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 | |
JP5757140B2 (ja) | 非水電解質二次電池用正極活物質、リチウム遷移金属複合酸化物、その正極活物質等の製造方法、及び非水電解質二次電池 | |
JP6052643B2 (ja) | 非水電解質二次電池用活物質、非水電解質二次電池用電極及び非水電解質二次電池 | |
JP5207151B2 (ja) | リチウム二次電池用活物質、リチウム二次電池及びその製造方法 | |
JP5866967B2 (ja) | 非水電解質二次電池用活物質、非水電解質二次電池用電極及び非水電解質二次電池 | |
JP6387054B2 (ja) | リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法及びリチウム二次電池 | |
JP2013069583A (ja) | 非水電解質二次電池用活物質、非水電解質二次電池用電極及び非水電解質二次電池 | |
JP5382097B2 (ja) | リチウム二次電池の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100507 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101012 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101020 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101130 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20110106 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110106 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20110112 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111107 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120104 |
|
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: 20120626 |
|
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: 20120709 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5050834 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803 Year of fee payment: 3 |