JP6712782B2 - 電池正極材料、および、リチウムイオン電池 - Google Patents
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Description
実施の形態1における電池正極材料は、一般式:Li2Mn(1-2x)NixMoxO3(ただし、0<x<0.4)で表される正極活物質を含む。
Li2Mn1-2xNixMoxO3の粒子は、例えば、次の方法で作製されうる。
図1は、実施の形態1の電池の概略構成を示す図である。
(1)正極活物質の作製
炭酸リチウムと、炭酸マンガンと、水酸化ニッケルと、酸化モリブデンとを、所定の量だけ、それぞれ別の容器に量り取り、混合して原料混合物を得た。すなわち、それぞれの原料を、MnおよびNiおよびMoがモル比でMn:Ni:Mo=0.8:0.1:0.1となるよう秤量し、混合した。得られた原料混合物を、大気雰囲気下で、700℃で、12時間、焼成した。実施例1では、正極活物質として、Li2Mn1-2xNixMoxO3のx値がx=0.1である、Li2Mn0.8Ni0.1Mo0.1O3を得た。
70重量部の上記正極活物質に、導電剤として20重量部のアセチレンブラックと、結着剤として10重量部のN−メチルピロリドン(NMP)と適量のポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを混合した。これにより、正極合剤を含むペーストを得た。このペーストを、集電体となる、厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に、塗布し、乾燥後、圧延した。これにより、正極活物質層を備えた、厚さ60μmの正極板を得た。その後、この正極板を、直径12.5mmの円形状に打ち抜くことによって、正極を得た。
厚さ300μmのリチウム金属箔を、直径14.0mmの円形状に打ち抜くことによって、負極を得た。
フルオロエチレンカーボネート(FEC)と、エチレンカーボネート(EC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)とを、1:1:6の体積比で混合して、非水溶媒を得た。この非水溶媒に、LiPF6を1.0mol/リットルの濃度で溶解させることによって、非水電解液を得た。
上述の図1に示される構成の電池を作製した。セパレータ(セルガード社製、品番2320、厚さ25μm)に、非水電解液を染み込ませ、露点が−50℃に管理されたドライボックスの中で、CR2032規格のコイン型電池を作製した。なお、当該品番2320は、ポリプロピレン層、ポリエチレン層、及び、ポリプロピレン層で形成された3層セパレータである。
正極活物質として、Li2Mn1-2xNixMoxO3のx値がx=0.2である、Li2Mn0.6Ni0.2Mo0.2O3を用いた。すなわち、正極活物質の作製時に、それぞれの原料を、MnおよびNiおよびMoがモル比でMn:Ni:Mo=0.6:0.2:0.2となるよう秤量し、混合した。この正極材料の組成比を変えたこと以外は、実施例1と同様にして作製した。
正極活物質として、Li2Mn1-2xNixMoxO3のx値がx=0.3である、Li2Mn0.4Ni0.3Mo0.3O3を用いた。すなわち、正極活物質の作製時に、それぞれの原料を、MnおよびNiおよびMoがモル比でMn:Ni:Mo=0.4:0.3:0.3となるよう秤量し、混合した。この正極材料の組成比を変えたこと以外は、実施例1と同様にして作製した。
正極活物質として、Li2Mn1-2xNixMoxO3のx値がx=0.4である、Li2Mn0.2Ni0.4Mo0.4O3を用いた。すなわち、正極活物質の作製時に、それぞれの原料を、MnおよびNiおよびMoがモル比でMn:Ni:Mo=0.2:0.4:0.4となるよう秤量し、混合した。この正極材料の組成比を変えたこと以外は、実施例1と同様にして作製した。
正極活物質として、Ni及びMoを含有しないLi2MnO3を用いた。この正極材料の組成を変えたこと以外は、実施例1と同様にして作製した。
充電は、電流0.05CmAかつ上限電圧4.8Vまでの定電流充電を行った後、さらに、4.8Vの定電圧で電流値が0.01CmAとなるまで充電を行った。
2 正極合剤層
3 正極
4 負極集電体
5 負極合剤層
6 負極
7 セパレータ
8 ガスケット
9 負極側外装
10 正極側外装
Claims (4)
- 正極活物質として、Li2Mn(1−2x)NixMoxO3(ただし、0<x≦0.4)で表される材料のみを含む、リチウムイオン電池正極材料。
- 0.2≦x≦0.4である、請求項1に記載のリチウムイオン電池正極材料。
- 請求項1または2に記載の電池正極材料を含む正極と、
負極と、
電解質と、
を備える、リチウムイオン電池。 - 前記電解質は、フッ素溶媒を含む非水電解液であり、
前記フッ素溶媒は、フルオロエチレンカーボネート、フルオロプロピオン酸メチル、フルオロベンゼン、フルオロエチルメチルカーボネート、及び、フルオロジメチレンカーボネートからなる群より選択される少なくとも1種のフッ素溶媒である、請求項3に記載のリチウムイオン電池。
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