JP5927460B2 - 合金酸化水酸化物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
A=a、B=b+b’、C=c+c’+c’’、A+B+C=1、0<A<1、0<B<1、及び0<C<1であり;
D=d、E=e+e’、F=f+f’+f’’、D+E+F=1、0<D<1、0<E<1、及び0<F<1であり;並びに、
A<D、B>E、及びC>Fである。
A=a、B=b+b’、C=c+c’+c’’、A+B+C=1、0<A<1、0<B<1、及び0<C<1であり;
D=d、E=e+e’、F=f+f’+f’’、D+E+F=1、0<D<1、0<E<1、及び0<F<1であり;並びに、
A<D、B>E、及びC>Fである。
0<A<1、0<B<1、0<C<1、及びA+B+C=1であり、
A=a、B=b+b’、及びC=c+c’+c’’であり、
0<D<1、0<E<1、0<F<1、及びD+E+F=1であり、
D=d、E=e+e’、及びF=f+f’+f’’である。
全金属濃度が2mol/Lで、Ni:Co:Mnのモル比が1:1:1であるNi:Co:Mn硫酸塩溶液を第1の沈殿反応槽に供給した。同時に、5mol/Lの濃度のNaOH溶液とともに、12mol/Lの濃度でアンモニア:金属の比が1:1であるNH3溶液をその反応槽に供給した。NaOHの供給速度を調整することにより反応槽中のpHを11.6に保持した。反応槽中の理想的な条件を維持するために、すべての溶液の供給速度を制御した。温度を70℃で一定に保った。反応槽中を勢いよく混合した。この反応槽中の沈殿物の平均滞留時間は20時間であった。
全金属濃度が2mol/Lで、Ni:Co:Mnのモル比が5:2:3であるNi:Co:Mn硫酸塩溶液を第1の沈殿反応槽に供給した。同時に、5mol/Lの濃度のNaOH溶液とともに、12mol/Lの濃度でアンモニア:金属の比が1:1であるNH3溶液をその反応槽に供給した。NaOHの供給速度を調整することにより反応槽中のpHを11.7に保持した。反応槽中の理想的な条件を維持するために、すべての溶液の供給速度を制御した。温度を70℃で一定に保った。反応槽中を勢いよく混合した。この反応槽中の沈殿物の平均滞留時間は5時間であった。
全金属濃度が2mol/Lで、Ni:Co:Mnのモル比が1:1:1であるNi:Co:Mn硫酸塩溶液を第1の沈殿反応槽に供給した。同時に、5mol/Lの濃度のNaOH溶液とともに、12mol/Lの濃度でアンモニア:金属の比が1:1であるNH3溶液をその反応槽に供給した。NaOHの供給速度を調整することにより反応槽中のpHを13.2に保持した。上昇したpHにより、第1の反応槽中でのすべての金属の沈殿が大幅に促進された。反応槽中の理想的な条件を維持するために、すべての溶液の供給速度を制御した。温度を70℃で一定に保った。反応槽中を勢いよく混合した。この反応槽中の沈殿物の平均滞留時間は20時間であった。この溶液から最終沈殿物を濾過し、温水で洗浄し、105℃で乾燥させた。
全金属濃度が2mol/Lで、Ni:Co:Mnのモル比が1:1:1であるNi:Co:Mn硫酸塩溶液を第1の沈殿反応槽に供給した。同時に、5mol/Lの濃度のNaOH溶液とともに、12mol/Lの濃度でアンモニア:金属の比が1:1であるNH3溶液をその反応槽に供給した。NaOHの供給速度を調整することにより反応槽中のpHを11.6に保持した。反応槽中の理想的な条件を維持するために、すべての溶液の供給速度を制御した。温度を70℃で一定に保った。反応槽中を勢いよく混合した。平均滞留時間は20時間であった。
全金属濃度が2mol/Lで、Ni:Co:Mnのモル比が5:2:3であるNi:Co:Mn硫酸塩溶液を第1の沈殿反応槽に供給した。同時に、5mol/Lの濃度のNaOH溶液とともに、12mol/Lの濃度でアンモニア:金属の比が1:1であるNH3溶液をその反応槽に供給した。NaOHの供給速度を調整することにより反応槽中のpHを11.7に保持した。その反応槽中に、還元剤として金属の約0.1mol%のヒドラジンを加えた。反応槽中の理想的な条件を維持するために、すべての溶液の供給速度を制御した。温度を70℃で一定に保った。反応槽中を勢いよく混合した。この反応槽中の沈殿物の平均滞留時間は5時間であった。
Claims (29)
- 下記の化学式
A=a、B=b+b’、C=c+c’+c’’、A+B+C=1、0<A<1、0<B<1、及び0<C<1であり;
D=d、E=e+e’、F=f+f’+f’’、D+E+F=1、0<D<1、0<E<1、及び0<F<1であり;並びに、
A<D、B>E、及びC>Fである)
で表される合金酸化水酸化物の前駆体材料であって、
表面及び内部を有する球状粒子及び非球状粒子で構成され、
前記粒子が、Co及びMnと比較して、Niのモル比が表面で大部分を占めており、粒子の表面から内部に向かって金属モル比が変化する組成である傾斜構造を有し、
化学式:
- 前記粒子の表面が、8:1:1のNi:Co:Mn比を有する、請求項1に記載の前駆体材料。
- 前記粒子が、Mg、Al、Zr、Ti、Ni、Co、及びMnからなる群から選択される少なくとも1つの金属イオンでドープされている、請求項1に記載の前駆体材料。
- 3〜30μmの範囲の平均粒子径(D50)を有する、請求項1に記載の前駆体材料。
- 7〜13μmの範囲の平均粒子径(D50)を有する、請求項4に記載の前駆体材料。
- 0.8〜2.8g/cm3の範囲のタップ密度を有する、請求項1に記載の前駆体材料。
- 1.8〜2.3g/cm3の範囲のタップ密度を有する、請求項6に記載の前駆体材料。
- 2〜8m2/gの範囲の表面積を有する、請求項1に記載の前駆体材料。
- 含まれるナトリウム濃度が、500ppmよりも低い、請求項1に記載の前駆体材料。
- 含まれるナトリウム濃度が、300ppmよりも低い、請求項9に記載の前駆体材料。
- ニッケル、コバルト、マンガン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される複数の金属塩を含む溶液を、アルカリ水酸化物溶液及びアンモニアで共沈殿させて沈殿物を形成する工程と;
該沈殿物を濾過する工程と;
該沈殿物を洗浄する工程と;及び、
該沈殿物を乾燥させて合金酸化水酸化物の前駆体材料を形成する工程を含み、
合金水酸化物の沈殿の間に還元剤を用いずに、第1及び第2の連続した反応槽中で沈殿することにより行われる、
下記の化学式
A=a、B=b+b’、C=c+c’+c’’、A+B+C=1、0<A<1、0<B<1、及び0<C<1であり;
D=d、E=e+e’、F=f+f’+f’’、D+E+F=1、0<D<1、0<E<1、及び0<F<1であり;並びに、
A<D、B>E、及びC>Fである)
で表される、合金酸化水酸化物の前駆体材料を調製する方法であって、
前記前駆体材料は、表面及び内部を有する球状粒子及び非球状粒子で構成され、
前記粒子は、Co及びMnと比較して、Niのモル比が表面で大部分を占めており、粒子の表面から内部に向かって金属モル比が変化する組成である傾斜構造を有し、
前記第1の反応槽中で、化学式:
前記第2の反応槽中で、化学式:
前記前駆体材料は、2〜20m2/gの範囲の表面積を有する、方法。 - 少なくとも90%で、100%よりも低い金属が、前記第1の反応槽中で沈殿する、請求項11に記載の方法。
- 前記沈殿物の組成を調整するために、Mg、Al、Zr、及びTiからなる群から選択される少なくとも1つの金属イオンが前記第1の連続した反応槽に加えられ、及び/又は、Mg、Al、Zr、Ti、Ni,Co、及びMnからなる群から選択される少なくとも1つの金属イオンが前記第2の連続した反応槽中に加えられる、請求項11に記載の方法。
- 前記アルカリ水酸化物が、前記溶液のpHを11〜13の範囲内に保持する、請求項11に記載の方法。
- 前記前駆体材料が、表面及び内部を有する球状粒子及び非球状粒子で構成される、請求項11に記載の方法。
- 前記粒子が、Co及びMnと比較して、Niのモル比が表面で大部分を占めており、粒子の表面から内部に向かって金属モル比が変化する組成である傾斜構造を有する、請求項15に記載の方法。
- 前記粒子の表面が、8:1:1のNi:Co:Mn比を有する、請求項16に記載の方法。
- 前記アンモニアが、前記粒子の成長を安定化させる錯化剤である、請求項11に記載の方法。
- 前記溶液中の前記アンモニア:金属の比が、0.1〜3.0の範囲内である、請求項11に記載の方法。
- 前記溶液中の前記アンモニア:金属の比が、0.5〜1.5の範囲内である、請求項19に記載の方法。
- 50〜70℃の範囲内の温度で、前記反応槽中で共沈殿が行われる、請求項11に記載の方法。
- 前記前駆体材料が、3〜30μmの範囲の平均粒子径(D50)を有する、請求項11に記載の方法。
- 前記前駆体材料が、7〜13μmの範囲の平均粒子径(D50)を有する、請求項22に記載の方法。
- 前記前駆体材料が、0.8〜2.8g/cm3の範囲のタップ密度を有する、請求項11に記載の方法。
- 前記前駆体材料が、1.8〜2.3g/cm3の範囲のタップ密度を有する、請求項24に記載の方法。
- 前記前駆体材料が、2〜8m2/gの範囲の表面積を有する、請求項11に記載の方法。
- 前記前駆体材料に含まれるナトリウム濃度が、500ppmよりも低い、請求項11に記載の方法。
- 前記前駆体材料に含まれるナトリウム濃度が、300ppmよりも低い、請求項27に記載の方法。
- 請求項11に記載の方法により調製された前記前駆体材料を用いる、リチウムイオン電池のためのリチオ化カソード活性材料を調製する方法。
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