JP6975919B2 - 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を含む正極活物質であって、当該リチウム複合酸化物は、空間群Fm−3mに属する結晶構造を有する第一の相と、空間群Fm−3m以外に属する結晶構造を有する第二の相と、を有する多相混合物であり、XRDパターンにおいて、回折角2θが18°以上20°以下の範囲に存在する最大ピークと、回折角2θが43°以上46°以下の範囲に存在する最大ピークとの、積分強度比I(18°−20°)/I(43°−46°)が、0.05≦I(18°−20°)/I(43°−46°)≦0.90、を満たす。
ここで、Meは、Mn、Co、Ni、Fe、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ag、Ru、W、B、Si、P、Al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。
1.05≦x≦1.4、
0.6≦y≦0.95、
1.2≦α≦2、
0≦β≦0.8、
を満たしてもよい。
1.1≦x≦1.25、
0.75≦y≦0.8、
を満たしてもよい。
1.33≦α≦1.9、
0.1≦β≦0.67、
を満たしてもよい。
1.33≦α≦1.67、
0.33≦β≦0.67、
を満たしてもよい。
以下に、実施の形態1の正極活物質に含まれるリチウム複合酸化物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。
[正極活物質の作製]
LiFとLi2MnO3とLiMnO2とを、Li/Mn/O/F=1.2/0.8/1.33/0.67のモル比となるようにそれぞれ秤量した。
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。
LiFとLi2MnO3とLiMnO2とLiCoO2とを、Li/Mn/Co/O/F=1.2/0.4/0.4/1.9/0.1のモル比となるようにそれぞれ秤量した。
LiFとLi2MnO3とLiMnO2とLiCoO2とLiNiO2とを、Li/Mn/Co/Ni/O/F=1.2/0.54/0.13/0.13/1.9/0.1のモル比となるようにそれぞれ秤量した。
上述の実施例1から、原料およびLi/Me/O/Fの混合比率を、それぞれ変えた。
上述の実施例3と同様にして、Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2で表される組成を有する正極活物質を得た。
公知の手法を用いて、LiCoO2(コバルト酸リチウム)で表される組成を有する正極活物質を得た。
上述の実施例1と同様にして、Li1.2Mn0.8O1.67F0.33で表される組成を有する正極活物質を得た。
上述の実施例1と同様にして、Li1.2Mn0.8O1.67F0.33で表される組成を有する正極活物質を得た。
正極に対する電流密度を0.5mA/cm2に設定し、4.9Vの電圧に達するまで、実施例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 (24)
- リチウム複合酸化物を含み、
前記リチウム複合酸化物は、空間群Fm−3mに属する結晶構造を有する第一の相と、空間群Fd−3mに属する結晶構造を有する第二の相と、を含む多相混合物であり、
前記リチウム複合酸化物のXRDパターンにおいて、回折角2θが43°以上46°以下の範囲に存在する第二の最大ピークに対する、回折角2θが18°以上20°以下の範囲に存在する第一の最大ピークの積分強度比I(18°-20°)/I(43°-46°)が、0.05≦I(18°-20°)/I(43°-46°)≦0.90、を満たす、
正極活物質。 - 0.10≦I(18°-20°)/I(43°-46°)≦0.70、を満たす、
請求項1に記載の正極活物質。 - 前記リチウム複合酸化物は、Mnを含有する、
請求項1又は2に記載の正極活物質。 - 前記リチウム複合酸化物は、F、Cl、N、及びSからなる群より選択される少なくとも1種を含有する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 前記リチウム複合酸化物は、Fを含有する、
請求項4に記載の正極活物質。 - 前記リチウム複合酸化物の平均組成は、組成式LixMeyOαQβ(ここで、前記Meは、Mn、Co、Ni、Fe、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ag、Ru、W、B、Si、P、及びAlからなる群より選択される少なくとも1種であり、前記Qは、F、Cl、N、及びSからなる群より選択される少なくとも1種であり、 1.05≦x≦1.4、 0.6≦y≦0.95、 1.2≦α≦2、かつ、0≦β≦0.8)で表される、
請求項1又は2に記載の正極活物質。 - 前記Meは、Mn、Co、Ni、Fe、Cu、V、Nb、Ti、Cr、Ru、W、B、Si、P及びAlからなる群より選択される少なくとも1種を含む、
請求項6に記載の正極活物質。 - 前記Meは、Mnを含む、
請求項7に記載の正極活物質。 - 前記Meに対する前記Mnの割合が、50モル%以上である、
請求項8に記載の正極活物質。 - 前記Qは、Fを含む、
請求項6から9のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 1.1≦x≦1.25、
0.75≦y≦0.8、
を満たす、
請求項6から10のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 1.33≦α≦1.9、
0.1≦β≦0.67、
を満たす、
請求項6から11のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 1.33≦α≦1.67、
0.33≦β≦0.67、
を満たす、
請求項12に記載の正極活物質。 - 1.3≦x/y≦1.9、を満たす、
請求項6から13のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 1.38≦x/y≦1.67、を満たす、
請求項14に記載の正極活物質。 - 2≦α/β≦19、を満たす、
請求項5から15のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 2≦α/β≦5、を満たす、
請求項16に記載の正極活物質。 - 0.75≦(x+y)/(α+β)≦1.2、を満たす、
請求項6から17のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 0.95≦(x+y)/(α+β)≦1.0、を満たす、
請求項18に記載の正極活物質。 - 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19のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 前記リチウム複合酸化物は、前記第一の相と前記第二の相との二相混合物である、
請求項1から20のいずれか一項に記載の正極活物質。 - 請求項1から21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22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22に記載の電池。
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