JP7015612B2 - 複合正極活物質、それを含む正極、及びリチウム電池 - Google Patents
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Description
δLi2MO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobM’cO2]
化学式1で、Mは、チタン(Ti)またはジルコニウム(Zr)であり、
M’は、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、マグネシウム(Mg)、ガリウム(Ga)、シリコン(Si)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)及びホウ素(B)からなる群から選択された1以上であり、
0<δ<0.5であり、0≦x<0.3、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05である。
δLi2MO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobM’cO2]
化学式1で、Mは、チタン(Ti)またはジルコニウム(Zr)であり、
M’は、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、マグネシウム(Mg)、ガリウム(Ga)、シリコン(Si)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)及びホウ素(B)からなる群から選択された1以上であり、
0<δ<0.5であり、0≦x<0.3、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05である。
δLi2TiO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobMncO2]
化学式2で、0<δ<0.1であり、0≦x<0.1、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05である。
δLi2ZrO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobMncO2]
化学式3で、0<δ<0.1であり、0≦x<0.1、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05である。
δLi2TiO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobAlcO2]
化学式4で、0<δ<0.1であり、0≦x<0.1、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05である。
δLi2ZrO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobAlcO2]
化学式5で、0<δ<0.1であり、0≦x<0.1、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05である。
δLi2MO3(1-δ)Li1+dNiaCobM’cO2
化学式6で、Mは、チタン(Ti)またはジルコニウム(Zr)であり、
M’は、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、マグネシウム(Mg)、ガリウム(Ga)、シリコン(Si)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)及びホウ素(B)からなる群から選択された1以上であり、
0<δ<0.5であり、a+b+c=1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、1<d≦1.05である。
5Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];0.02Li2TiO3-0.98[0.015Li2MnO3-0.985Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];または0.03Li2TiO3-0.97[0.015Li2MnO3-0.985Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];である。
0.01Li2TiO3-0.99LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2;0.02Li2TiO3-0.98LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2;0.03Li2TiO3-0.97LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2;0.01Li2TiO3-0.99Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.02Li2TiO3-0.98Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.03Li2TiO3-0.97Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.01Li2TiO3-0.99Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.02Li2TiO3-0.98Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.03Li2TiO3-0.97Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.01Li2TiO3-0.99Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.02Li2TiO3-0.98Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.03Li2TiO3-0.97Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.01Li2TiO3-0.99Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;0.02Li2TiO3-0.98Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;または0.03Li2TiO3-0.97Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;である。
陽イオン混合比率={I(104)/I(003)}×100
前記数式1’で、I(003)は、(003)面に該当するピークの強度であり、I(104)は、(104)面に該当するピークの強度をいう。
NiaCobM’c(OH)2
前記aで、M’、a、b及びcは、化学式1で定義された通りである。a、b及びcは、それぞれ0より大きくて1より小さく、a、b及びcの和は、1である。
NiaCobM’cCO3
前記bで、M’、a、b及びcは、化学式1で定義された通りである。a、b及びcは、それぞれ0より大きくて1より小さく、a、b及びcの和は、1である。
NiaCobM’cOC(=O)C(=O)O
NiaCobM’c(C2O4)
前記化学式c及びdで、M’、a、b及びcは、化学式1で定義された通りである。a、b及びcは、それぞれ0より大きくて1より小さく、a、b及びcの和は、1である。
NiaCobMncX
前記化学式6eで、0<a<1、0<b<1、0<c<1、a+b+c=1であり、Xは、-OH、-CO3または-C2O4である。
NiaCobAlcX
前記化学式6fで、0<a<1、0<b<1、0<c<1、a+b+c=1であり、Xは、-OH、-CO3または-C2O4である。
後述する共沈法を介して合成した。
複合正極活物質(0.02Li2TiO3-0.98LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.02Li2TiO3-0.98[0.015Li2MnO3-0.985Li0.99Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])が得られるように、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、実施例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質(0.01Li2TiO3-0.99LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.02Li2TiO3-0.98[0.015Li2MnO3-0.985Li0.99Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])を得た。
複合正極活物質(0.03Li2TiO3-0.97[0.015Li2MnO3-0.985Li0.99Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])が得られるように、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、実施例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質(0.03Li2TiO3-0.97[0.015Li2MnO3-0.985Li0.99Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])を得た。
複合正極活物質(0.01Li2TiO3-0.99Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985LiNi0.91Co0.06Mn0.015O2])が得られるように、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、実施例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質(0.01Li2TiO3-0.99Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985LiNi0.91Co0.06Mn0.015O2])を得た。
複合正極活物質(0.01Li2TiO3-0.99Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)が得られるように、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、実施例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質(0.01Li2TiO3-0.99Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)を得た。
複合正極活物質(0.01Li2TiO3-0.99Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])が得られるように、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、実施例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質(0.01Li2TiO3-0.99Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])を得た。
複合正極活物質(0.01Li2TiO3-0.99Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])が得られるように、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、実施例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質(0.01Li2TiO3-0.99Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])を得た。
複合正極活物質(0.05Li2TiO3・0.95Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.05Li2TiO3・0.95[0.015Li2MnO3・0.985Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])が得られるように、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、実施例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質(0.05Li2TiO3・0.95Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)(0.05Li2TiO3・0.95[0.015Li2MnO3・0.985Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2])を得た。
後述する共沈法を介して合成した。
複合正極活物質(Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)が得られるように、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、比較例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質(Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)を得た。
複合正極活物質(Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)が得られるように、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、比較例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質(Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2)を得た。
硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン及びチタン前駆体である酸化チタン(TiO2)を、2M濃度で蒸溜水に分散し、前駆体混合物を得た。該前駆体混合物に、沈澱剤として水酸化ナトリウムを付加し、65℃で4時間共沈反応を実施し、沈殿物(Ni0.91Co0.06Mn0.03)0.95Ti0.05(OH)2)を得た。
実施例1によって製造された複合正極活物質、炭素導電剤(Denka Black)、及びバインダであるPVDF(polyvinylidene fluoride)を、NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)溶媒を使用して、90:5:5重量比で、均一に混合されたスラリーを製造した。
実施例1によって製造された複合正極活物質の代わりに、実施例2ないし8によって製造された複合正極活物質を使用したことを除いては、実施例9と同一方法によって実施し、リチウム電池を製造した。
複合正極活物質(0.05Li2TiO3-0.95Li1.05Ni0.90Co0.06Mn0.03Al0.01O2)(0.05Li2TiO3-0.95[0.015Li2MnO3-0.985Li1.04Ni0.90Co0.06Mn0.03Al0.01O2])が得られるように、前駆体混合物の製造時、硝酸アルミニウムをさらに付加し、前記出発物質として、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、硝酸アルミニウム及び水酸化リチウムの含量が変化されたことを除いては、実施例1と同一方法によって実施し、複合正極活物質を製造した。
実施例1によって製造された複合正極活物質の表面に、フッ化リチウム(LiF)コーティング膜が形成された正極活物質を下記過程によって得た。
実施例1によって製造された複合正極活物質の代わりに、実施例17及び18によって製造された複合正極活物質を使用したことを除いては、実施例9と同一方法によって実施し、リチウム電池を製造した。
実施例1によって製造された複合正極活物質の代わりに、比較例1~4によって製造された複合正極活物質をそれぞれ使用したことを除いては、実施例9と同一方法によって実施し、リチウム電池を製造した。
1)実施例1~3及び比較例1,2
実施例1~3によって製造された複合正極活物質、及び比較例1,2の複合正極活物質に対して、CuKαを利用したX線回折分析を実施した。X線回折分析は、CuKα radiation(1.540598Å)を利用したRigaku RINT2200HF+回折計(diffractometer)を利用して実施した。
実施例1,4~7によって製造された複合正極活物質に対して、CuKαを利用したX線回折分析を実施した。該X線回折分析は、CuKα radiation(1.540598Å)を利用したRigaku RINT2200HF+回折計(diffractometer)を利用して実施した。
1)実施例1~3
実施例1~3によって製造された複合正極活物質に対して、電子走査顕微鏡分析を実施した。電子走査顕微鏡分析結果を、図4Aないし図4Fに示した。
実施例8によって製造された複合正極活物質、比較例1による複合正極活物質、及びLi2TiO3に対する固体NMR分析を実施した。分析結果は、図5に示されている通りである。該固体NMR分析は、Bruker社のAVANCE3を利用する。
実施例8によって製造された複合正極活物質、比較例4による複合正極活物質に対するEXAFS分析を実施した。実施例8及び比較例4による複合正極活物質に対するEXAFS分析結果は、それぞれ図6A及び図6Bに示されている通りである。
1)実施例9~11及び比較例5~7
実施例9-11及び比較例5-7によって製造されたリチウム電池に対して下記方法及び表1の条件によって実施して充放電特性を調査した。
実施例9~11及び比較例5~7によって製造されたリチウム電池に対して、25℃で最初及び2回目の充放電サイクル充放電を実施した。
放電電圧降下(平均作動電圧維持率)[mV]=[50回目サイクルでの平均放電電圧-最初サイクルでの平均放電電圧]
前記平均放電電圧は、各サイクルでの放電容量の中間値に対応する放電電圧である。
容量維持率[%]=[50回目サイクルでの放電容量/最初サイクルでの放電容量]×100
容量回復率(%)=[%]=[51回目サイクルでの放電容量/2回目サイクルでの放電容量]×100
実施例9,12~15,19,20及び比較例5によって製造されたリチウム電池に対して、25℃で充放電サイクルを下記方法及び表3の条件によって実施した。
容量回復率1(%)=[51回目サイクルでの放電容量/2回目サイクルでの放電容量]×100
容量回復率2(%)=[3回目サイクルでの放電容量/最初サイクルでの放電容量]×100
1)実施例9~11及び比較例5~7
実施例9~11及び比較例5~7によって製造されたリチウム電池に対して、律速性能を下記方法及び下記表5の条件によって評価した。
律速性能(1C/2C)={(1C放電容量)/(2C放電容量)}×100
律速性能(2C/0.33C)={(2C放電容量)/(0.33C放電容量)}×100
実施例12~15及び比較例5によって製造されたリチウム電池に対して、律速性能を、前述の実施例9~11及び比較例5~7のリチウム電池と同一方法及び下記表6の条件によって評価し、下記表6に示した。
実施例1及び比較例1によって製造された複合正極活物質に対して、示差走査熱量計分析を実施し、熱安定性を評価した。示差走査熱量計の分析時、分析機としては、TA Q2000(TA Instruments社)を利用した。
22 負極
23 正極
24 セパレータ
25 電池ケース
26 キャップアセンブリ
Claims (24)
- 下記化学式1で表示される複合体を含む複合正極活物質:
[化学式1]
δLi2MO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobM’cO2]
化学式1で、Mは、チタン(Ti)またはジルコニウム(Zr)であり、
M’は、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、マグネシウム(Mg)、ガリウム(Ga)、シリコン(Si)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)及びホウ素(B)からなる群から選択された1以上であり、
0<δ<0.5であり、0<x<0.3、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05である。 - 前記化学式1で、0<δ<0.1、0<x<0.1であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記化学式1で、0<δ<0.05、0<x<0.05であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記化学式1でM’は、マンガン(Mn)、アルミニウム(Al)、またはその組み合わせ物であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記化学式1で表示される化合物は、化学式2で表示される化合物、化学式3で表示される化合物、化学式4で表示される化合物、または化学式5で表示される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質:
[化学式2]
δLi2TiO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobMncO2]
化学式2で、0<δ<0.1であり、0<x<0.1、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05であり、
[化学式3]
δLi2ZrO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobMncO2]
化学式3で、0<δ<0.1であり、0<x<0.1、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05であり、
[化学式4]
δLi2TiO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobAlcO2]
化学式4で、0<δ<0.1であり、0<x<0.1、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05であり、
[化学式5]
δLi2ZrO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobAlcO2]
化学式5で、0<δ<0.1であり、0<x<0.1、a+b+c≦1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05である。 - 化学式1でδは、0.01ないし0.03であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 化学式1でaは、0.7ないし0.95であり、bは、0.01ないし0.15であり、cは、0.01ないし0.15であり、dは、0.99ないし1.04であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記化学式1でリチウム(Li)/遷移金属のモル比は、1.015ないし1.055であり、
該遷移金属とは、M、Mn、Ni、Co及びM’の全体を示すことを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。 - 前記化学式1で表示される複合体は、
0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985Li0.99Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.02Li2TiO3-0.98[0.015Li2MnO3-0.985Li0.99Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.03Li2TiO3-0.97[0.015Li2MnO3-0.985Li0.99Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985LiNi0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.02Li2TiO3-0.98[0.015Li2MnO3-0.985LiNi0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.03Li2TiO3-0.97[0.015Li2MnO3-0.985LiNi0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.02Li2TiO3-0.98[0.015Li2MnO3-0.985Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.03Li2TiO3-0.97[0.015Li2MnO3-0.985Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.02Li2TiO3-0.98[0.015Li2MnO3-0.985Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.03Li2TiO3-0.97[0.015Li2MnO3-0.985Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.02Li2TiO3-0.98[0.015Li2MnO3-0.985Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.03Li2TiO3-0.97[0.015Li2MnO3-0.985Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.01Li2TiO3-0.99[0.015Li2MnO3-0.985Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];
0.02Li2TiO3-0.98[0.015Li2MnO3-0.985Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2];または
0.03Li2TiO3-0.97[0.015Li2MnO3-0.985Li1.04Ni0.91Co0.06Mn0.015O2]であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。 - 前記複合正極活物質は、固体核磁気共鳴スペクトル分析において、Li2TiO3関連第1ピークが、化学シフト0ppmで示され、第2ピークが、化学シフト200ないし1,500ppmで示されることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記複合正極活物質は、Cu-kα線を利用したX線回折測定において、(003)面ピーク/(104)面ピークの強度比は、1.54ないし1.64であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記複合正極活物質は、Cu-kα線を利用したX線回折測定において、回折角(2θ)18°ないし19°で示される回折ピークの半値幅が、0.2°ないし0.28°であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記複合正極活物質の一次粒子サイズは、100ないし300nmであることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記複合正極活物質の表面に、伝導性物質、金属酸化物及び無機フッ化物のうちから選択された1以上を含むコーティング膜が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記伝導性物質は、炭素系物質、インジウムスズ酸化物、RuO2及びZnOのうちから選択された1以上であることを特徴とする請求項14に記載の複合正極活物質。
- 前記金属酸化物は、シリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、ジルコニウム酸化物(ZrO2)、チタン酸化物(TiO2)、及びそれらの混合物からなる群のうちから選択された1以上であることを特徴とする請求項14に記載の複合正極活物質。
- 前記無機フッ化物は、AlF3、CsF、KF、LiF、NaF、RbF、AgF、AgF、BaF2、CaF2、CuF2、CdF2、FeF2、HgF2、Hg2F2、MnF2、MgF2、NiF2、PbF2、SnF2、SrF2、XeF2、ZnF2、AlF3、BF3、BiF3、CeF3、CrF3、DyF3、EuF3、GaF3、GdF3、FeF3、HoF3、InF3、LaF3、LuF3、MnF3、NdF3、VOF3、PrF3、SbF3、ScF3、SmF3、TbF3、TiF3、TmF3、YF3、YbF3、TIF3、CeF4、GeF4、HfF4、SiF4、SnF4、TiF4、VF4、ZrF4、NbF5、SbF5、TaF5、BiF5、MoF6、ReF6、SF6及びWF6のうちから選択された1以上であることを特徴とする請求項14に記載の複合正極活物質。
- 前記Li2MO3が、リチウムに対して、4.0~4.5Vの電圧範囲で、電気化学的に不活性であることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質。
- 前記複合体が、下記化学式6で表示されることを特徴とする請求項1に記載の複合正極活物質:
[化学式6]
δLi2MO3(1-δ)Li d NiaCobM’cO2
化学式6で、Mは、チタン(Ti)またはジルコニウム(Zr)であり、
M’は、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、マグネシウム(Mg)、ガリウム(Ga)、シリコン(Si)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)及びホウ素(B)からなる群から選択された1以上であり、
0<δ<0.5であり、a+b+c=1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、1<d≦1.05である。 - 前記複合体が、
0.01Li2TiO3-0.99LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.02Li2TiO3-0.98LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.03Li2TiO3-0.97LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.01Li2TiO3-0.99Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.02Li2TiO3-0.98Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.03Li2TiO3-0.97Li1.01Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.01Li2TiO3-0.99Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.02Li2TiO3-0.98Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.03Li2TiO3-0.97Li1.02Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.01Li2TiO3-0.99Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.02Li2TiO3-0.98Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.03Li2TiO3-0.97Li1.03Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.01Li2TiO3-0.99Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;
0.02Li2TiO3-0.98Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2;または
0.03Li2TiO3-0.97Li1.05Ni0.91Co0.06Mn0.03O2であることを特徴とする請求項19に記載の複合正極活物質。 - 下記化学式1で表示される複合体を含む複合正極活物質を含む正極:
[化学式1]
δLi2MO3(1-δ)[xLi2MnO3(1-x)LidNiaCobM’cO2]
化学式1で、Mは、チタン(Ti)またはジルコニウム(Zr)であり、
M’は、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、マグネシウム(Mg)、ガリウム(Ga)、シリコン(Si)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)及びホウ素(B)からなる群から選択された1以上であり、
0<δ<0.5であり、0<x<0.3、a+b+c=1、0<a<1、0<b<1、0<c<1、0.95≦d≦1.05である。 - 請求項21に記載の正極と、負極と、それらの間に介在された電解質と、を含むリチウム電池。
- 前記リチウム電池が、4.5V以上の作動電圧を有することを特徴とする請求項22に記載のリチウム電池。
- 前記負極が、リチウム金属またはリチウム金属合金電極であるか、
前記負極が、炭素系材料、シリコン、シリコン酸化物、シリコン系合金、シリコン-炭素系材料複合体、スズ、スズ系合金、スズ-炭素複合体、及びリチウムと合金可能な金属/準金属、それらの合金またはその酸化物のうちから選択された1以上の負極活物質を含むことを特徴とする請求項22に記載のリチウム電池。
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