JP5389676B2 - LiMPO4化合物の合成方法、及び、この化合物のリチウム蓄電池(storagebattery)の電極材料としての使用 - Google Patents
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Description
ここ数年間においては、XOn m-タイプのポリアニオン・エンティティ(polyanionic entity)から構成され、Xは、P、S、Mo、W等であるような、三次元構造(three-dimensional structure)材料は、リチウム蓄電池の分野では、実際に興味深いものとなっており、さらに詳細には、その構造材料は、カンラン石(olivine)構造のオルトリン酸塩(orthophosphate)であり、その化学式(general formula)は、LiMPO4であって、Mは、Fe、Mn、Co、Ni、である。
−固体状の第1の前躯体と同じ形態を示し、例えば、小片形状であり、好ましくは、実質的に正方形又は長方形の断面を有し、側面(side)は、約数マイクロメートルのディメンションを有し、厚さは、10nmから1μmの間であり、それらは、合成条件に依存する。
−電流コレクタとして動作するニッケル板(nickel disk)の上に積層された、直径16mm、厚さ130μmのリチウム板(lithium disk)によって形成された負極電極と、
−上記の例によって用意された本発明の材料(80重量%)と、カーボンブラック(10重量%)と、結合剤としての六フッ化ポリビニリデン(polyvinylidene hexafluoride)(10重量%)と、を備え、厚さ20マイクロメートルのアルミニウム電流コレクタの上に堆積される、直径14mm、厚さ25μmの板(disk)によって形成された正極電極と、
−炭酸プロピレン(propylene carbonate)と、炭酸ジメチル(dimethyl carbonate)と、が混合された溶液中のLiPF6塩基(salt-base)(1mol/L)の液体電解質を吸収する、セパレータと、
上記のリチウム蓄電池の最初の充電/放電サイクルに対応する、図7中の曲線Cに示されるように、20℃、C/10の条件において、正電極材料中に存在するリチウムのほとんどは、脱離(extract)されることが可能となる。
Claims (10)
- LiMPO4化合物、又は、その誘導体の1つの合成方法であって、Mは、Co、Ni、及び、Mnからなる群から選択される遷移金属であり、
前記合成方法は、少なくとも1つのステップを備え、前記ステップは、350℃以下の温度の下においての、液体状の硝酸リチウムと、XMPO4,nH2O、又は、その誘導体の1つによって形成された固体状の前駆体と、の反応を含み、−Xは、−NH4、及び、−Hから選択されるラジカルを示し、及び、nは、XMPO 4 と会合する水分子の数を示す、
ことを特徴とするLiMPO4化合物、又は、その誘導体の1つの合成方法。 - 前記温度は、300℃±10℃であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記固体状の前駆体と前記硝酸リチウムとの間の前記反応は、空気中、又は、不活性雰囲気中、で行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記固体状の前駆体と前記硝酸リチウムとの間の前記反応の期間は、1時間から2時間半の間である、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の方法。
- 前記固体状の前駆体と前記硝酸リチウムとの間の前記反応は、過剰なリチウムを用いて行われることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の方法。
- 前記固体状の前駆体と前記硝酸リチウムとの間の前記反応の後に、前記LiMPO4化合物、又は、その誘導体の1つを単離する分離ステップが続く、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の方法。
- 前記分離ステップは、前記固体状の前駆体と前記硝酸リチウムとの間の前記反応によって得られた生成物を、蒸留水によって洗浄し、及び、洗浄によって得られた化合物を50℃から100℃の間である温度の下において空気によって乾燥する、ものであることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記固体状の前駆体は、前記遷移金属Mを含む第1の水溶性試薬を、リンを含む第2の水溶性試薬を含む水溶液に加えた際の沈殿により、及び、次いで、その沈殿物を回収し、及び、乾燥させることによって、得られる、ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の方法。
- 前記第1試薬は、前記遷移金属Mの酢酸塩と、シュウ酸塩と、硝酸塩と、から選択されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記第2試薬は、(NH4)2HPO4と、NH4H2PO4と、から選択されることを特徴とする請求項8又は9に記載の方法。
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