JP6952247B2 - 正極活物質、および、電池 - Google Patents
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Description
実施の形態1における正極活物質は、リチウム複合酸化物と、リチウム複合オキシフッ化物と、を含む。また、リチウム複合オキシフッ化物は、リチウム複合酸化物の表面の少なくとも一部を被覆している。
ここで、Me1は、Mn、Co、Ni、Fe、Al、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ru、Wからなる群より選択される一種または二種以上の元素であってもよい。
0.5≦x≦1.34、
0.5≦y≦1.0、
0≦z≦0.5、
1.5≦x+y+z≦2.0、
を満たしてもよい。
ここで、Me2は、Mn、Co、Ni、Fe、Al、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ru、Wからなる群より選択される一種または二種以上の元素であってもよい。
1.0≦α≦2.1、
0.8≦β≦1.3、
1.5≦γ≦2.9、
0.1≦δ≦1.5、
を満たしてもよい。
1.0≦α≦2.0、
β=1.0、
1.5≦γ≦2.0、
0.5≦δ≦1.0、
を満たしてもよい。
以下に、実施の形態1の正極活物質の製造方法の一例が、説明される。
以下、実施の形態2が説明される。なお、上述の実施の形態1と重複する説明は、適宜、省略される。
[リチウム複合酸化物の作製]
LiOH・H2OとNi0.85Co0.1Al0.05(OH)2とを、Li/(Ni+Co+Al)=1のモル比となるように秤量した。
また、得られたリチウム複合酸化物の組成を、ICP発光分光分析法および不活性ガス溶融−赤外吸収法およびイオンクロマトグラフィーにより求めた。
LiFとLiMnO2とを、Li/Mn/O/F=2/1/2/1のモル比となるように秤量した。
上述のように得られたリチウム複合酸化物とリチウム複合オキシフッ化物とを、100:5の質量比で(すなわち、リチウム複合オキシフッ化物が、リチウム複合酸化物に対して、5質量%含むように)秤量し、めのう乳鉢で10分間混合することで、正極活物質を得た。
次に、70質量部の上述の正極活物質と、20質量部の導電剤と、10質量部のポリフッ化ビニリデン(PVDF)と、適量の2−メチルピロリドン(NMP)とを、混合した。これにより、正極合剤スラリーを得た。
上述の実施例1から、リチウム複合酸化物およびリチウム複合オキシフッ化物を、表1に示す組成および質量比となるように変更した。
実施例1と同様の手法を用いて、リチウム複合酸化物(LiNi0.85Co0.1Al0.05O2)を得た。なお、リチウム複合オキシフッ化物は、用いなかった。
上述の比較例1から、リチウム複合酸化物を、表1に示す組成となるように変更した。これ以外は、上述の比較例1と同様にして、比較例2〜5の正極活物質を合成した。
正極に対する電流密度を0.2mA/cm2、充電終止電圧を4.3Vに設定し、実施例1および比較例1の電池を充電した。
11 ケース
12 正極集電体
13 正極活物質層
14 セパレータ
15 封口板
16 負極集電体
17 負極活物質層
18 ガスケット
21 正極
22 負極
Claims (13)
- リチウム複合酸化物と、
前記リチウム複合酸化物の少なくとも一部を被覆するリチウム複合オキシフッ化物と、を含み、
前記リチウム複合オキシフッ化物は、組成式LiαMe2βOγFδ(ここで、前記Me2は、Mn、Co、Ni、Fe、Al、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ru、及びWからなる群より選択される少なくとも一種であり、1.0≦α≦2.1、 0.8≦β≦1.3、 1.5≦γ≦2.9、かつ、0.1≦δ≦1.5)で表され、
前記リチウム複合オキシフッ化物の結晶構造は空間群Fm−3mに属し、
前記Me2は、Mn、Co、Ni、Fe、Cu、V、Ti、Cr、及びZnからなる群より選択される少なくとも一種を含む、
正極活物質。 - リチウム複合酸化物と、
前記リチウム複合酸化物の少なくとも一部を被覆するリチウム複合オキシフッ化物と、を含み、
前記リチウム複合オキシフッ化物は、組成式Li α Me2 β O γ F δ (ここで、前記Me2は、Mn、Co、Ni、Fe、Al、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ru、及びWからなる群より選択される少なくとも一種であり、1.0≦α≦2.0、 β=1.0、 1.5≦γ≦2.0、かつ、0.5≦δ≦1.0)で表され、
前記リチウム複合オキシフッ化物の結晶構造は空間群Fm−3mに属する、
正極活物質。 - 正極活物質であって、
リチウム複合酸化物と、
前記リチウム複合酸化物の少なくとも一部を被覆するリチウム複合オキシフッ化物と、を含み、
前記リチウム複合オキシフッ化物は、組成式Li α Me2 β O γ F δ (ここで、前記Me2は、Mn、Co、Ni、Fe、Al、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ru、及びWからなる群より選択される少なくとも一種であり、1.0≦α≦2.1、 0.8≦β≦1.3、 1.5≦γ≦2.9、かつ、0.1≦δ≦1.5)で表され、
前記リチウム複合オキシフッ化物の結晶構造は空間群Fm−3mに属し、
前記正極活物質は、前記リチウム複合酸化物を含有する複数の第1粒子と、前記リチウム複合オキシフッ化物を含有する複数の第2粒子との混合体であり、
前記複数の第1粒子の少なくとも1つが、前記複数の第2粒子の少なくとも1つと直接接触している、
正極活物質。 - 前記Me2は、Mn、Co、Ni、Fe、Cu、V、Ti、Cr、及びZnからなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項2又は3に記載の正極活物質。
- 前記リチウム複合酸化物は、組成式LixMe1yAzO2(ここで、前記Me1は、Mn、Co、Ni、Fe、Al、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ru、及びWからなる群より選択される少なくとも一種であり、前記Aは、B、P、Si、S、及びNからなる群より選択される少なくとも一種であり、0.5≦x≦1.34、 0.5≦y≦1.0、 0≦z≦0.5、かつ、1.5≦x+y+z≦2.0)で表される、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の正極活物質。 - 前記Me2は、MnおよびNiからなる群より選択される少なくとも一種を含む、
請求項1から5のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 前記正極活物質は、前記リチウム複合酸化物を、主成分として含む、
請求項1から6のいずれかに記載の正極活物質。 - 前記リチウム複合酸化物に対する前記リチウム複合オキシフッ化物の質量比が、0.001以上かつ0.1以下である、
請求項1から7のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 前記質量比が、0.01以上かつ0.05以下である、
請求項8に記載の正極活物質。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の正極活物質を含む正極と、
負極と、
電解質と、
を備える、
電池。 - 前記正極は、前記正極活物質を主成分として含む正極活物質層を備える、
請求項10に記載の電池。 - 前記負極は、リチウムイオンを吸蔵および放出しうる負極活物質、または、リチウム金属を負極活物質として溶解および析出させうる材料を含み、
前記電解質は、非水電解液である、
請求項10または11に記載の電池。 - 前記負極は、リチウムイオンを吸蔵および放出しうる負極活物質、または、リチウム金属を負極活物質として溶解および析出させうる材料を含み、
前記電解質は、固体電解質である、
請求項10または11に記載の電池。
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