JP7031150B2 - 非水系電解質二次電池用正極活物質、非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 - Google Patents
非水系電解質二次電池用正極活物質、非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7031150B2 JP7031150B2 JP2017132055A JP2017132055A JP7031150B2 JP 7031150 B2 JP7031150 B2 JP 7031150B2 JP 2017132055 A JP2017132055 A JP 2017132055A JP 2017132055 A JP2017132055 A JP 2017132055A JP 7031150 B2 JP7031150 B2 JP 7031150B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- aqueous electrolyte
- secondary battery
- electrolyte secondary
- active material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/40—Nickelates
- C01G53/42—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2
- C01G53/44—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2 containing manganese
- C01G53/50—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2 containing manganese of the type [MnO2]n-, e.g. Li(NixMn1-x)O2, Li(MyNixMn1-x-y)O2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/40—Nickelates
- C01G53/66—Nickelates containing alkaline earth metals, e.g. SrNiO3, SrNiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/08—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/364—Composites as mixtures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
- H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
- C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
(充放電サイクル試験)
前記リチウム金属複合酸化物からなる非水系電解質二次電池用正極活物質、導電材および結着剤を備える正極と、負極と、セパレータと、非水系電解質とを備える非水系電解質二次電池を作製し、60℃において、正極に対する電流密度を0.1mA/cm 2 としてカットオフ電圧4.3Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.0Vまで放電する充放電サイクルを500回行った後、正極から負極への溶出メタル量を測定する。
(充放電サイクル試験)
前記リチウム金属複合酸化物からなる非水系電解質二次電池用正極活物質、導電材および結着剤を備える正極と、負極と、セパレータと、非水系電解質とを備える非水系電解質二次電池を作製し、60℃において、正極に対する電流密度を0.1mA/cm 2 としてカットオフ電圧4.3Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.0Vまで放電する充放電サイクルを500回行った後、正極から負極への溶出メタル量を測定する。
本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極活物質(以下、「正極活物質」ともいう。)は、一般式:LiaNi1-x-y-zCoxDyEzO2(ただし、式中、0.05≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.002≦z≦0.05、1.00≦a≦1.30であり、元素Dは、Mn、V、Mo、Nb、Ti、およびWから選ばれる少なくとも1種の元素であり、元素Eは、元素Eのイオンが還元される電位よりも貴な電位下で、リチウムと合金化する元素である。)で表され、一次粒子および一次粒子が凝集して形成された二次粒子から構成されたリチウム金属複合酸化物からなる。そして、一次粒子および二次粒子の少なくともいずれかの表面には、元素Eを含む酸化物が存在している。
次に、上記正極活物質の製造方法について図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法の概略を示すフロー図である。本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法は、図1に示すように、少なくともニッケルとコバルトを含む水溶液と、アンモニウムイオン供給体を含む水溶液と、アルカリ溶液とを、反応槽内に供給し混合することにより遷移金属複合水酸化物粒子を晶析させる晶析工程S1と、晶析工程S1によって得られる遷移金属複合水酸化物と、元素Eを含む化合物と、リチウム化合物とを混合する混合工程S2と、混合工程S2によって得られるリチウム混合物を700℃~1000℃で焼成してリチウム金属複合酸化物を形成させる焼成工程S3とを有するものである。以下、本実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法について各工程を詳細に説明する。
晶析工程S1は、反応槽内に、少なくともニッケルとコバルトのイオンを含む水溶液(原料水溶液)と、アンモニウムイオン供給体を含む水溶液と、アルカリ溶液とを、反応槽内に供給し混合することにより遷移金属複合水酸化物粒子を晶析させる工程である。ここで、遷移金属複合水酸化物粒子は、一般式:Ni1-x-yCoxDy(OH)2+α(ただし、式中、0.05≦x≦0.35、0≦y≦0.35であり、元素Dは、Mn、V、Mo、Nb、Ti、およびWから選ばれる少なくとも1種の元素であり、αは水酸化物に含まれる金属元素の価数によって決定される係数であり、かつ0≦α≦0.4である。)で表される。
混合工程S2は、晶析工程S1によって得られた遷移金属複合水酸化物に、元素Eを含む化合物とリチウム化合物を混合して、リチウム混合物を得る工程である。この混合工程S2により、後述する焼成工程S3で得られるリチウム金属複合酸化物の一次粒子および二次粒子の少なくともいずれかの表面に、元素Eを含む酸化物が形成されることとなる。
仮焼工程では、リチウム化合物として、水酸化リチウムや炭酸リチウムを使用する場合には、混合工程S2の後、焼成工程S3の前に、リチウム混合物を、後述する焼成工程S3における焼成温度よりも低温であり、つまり、350℃~800℃、好ましくは450℃~780℃で仮焼してもよい。これにより、遷移金属複合水酸化物または熱処理した遷移金属複合水酸化物中に、リチウムを十分に拡散させることができ、より均一なリチウム金属複合酸化物を得ることができる。なお、上記温度での保持時間は、1時間~10時間とすることが好ましく、3時間~6時間とすることが好ましい。また、仮焼工程における雰囲気は、後述する焼成工程S3と同様に、酸化性雰囲気とすることが好ましく、酸素濃度が18容量%~100容量%の雰囲気とすることがより好ましい。
焼成工程S3は、混合工程S2で得られたリチウム混合物を700℃~1000℃で焼成し、遷移金属複合水酸化物または熱処理した遷移金属複合水酸化物中にリチウムを拡散させて、リチウム金属複合酸化物を得る工程である。また、添加した元素Eを含む化合物が酸化物となって、この酸化物は、リチウム金属複合酸化物の一次粒子および二次粒子の少なくともいずれかの表面に存在するようになる。なお、焼成工程S3に用いられる炉は、特に制限されることはなく、大気ないしは酸素気流中でリチウム混合物を加熱できるものであればよい。ただし、炉内の雰囲気を均一に保つ観点から、ガス発生がない電気炉が好ましく、バッチ式あるいは連続式の電気炉のいずれも好適に用いることができる。この点については、熱処理工程および仮焼工程に用いる炉についても同様である。
リチウム混合物の焼成温度は、700℃~1000℃の範囲、好ましくは、800℃~950℃の範囲である。焼成温度が700℃未満では、遷移金属複合水酸化物または熱処理した遷移金属複合水酸化物中にリチウムが十分に拡散せず、余剰のリチウムや未反応の遷移金属複合や水酸化物熱処理した遷移金属複合水酸化物が残存したり、得られるリチウム金属複合酸化物の結晶性が不十分なものとなる。一方、焼成温度が1000℃を超えると、リチウム金属複合酸化物間が激しく焼結し、異常な粒成長が引き起こされ、不定形な粗大粒子の割合が増加するため、粒子充填性の低下や電池特性の低下を招くこととなる。さらにはLiサイトと遷移金属サイトでミキシングを起こし、電池特性を低下させる。なお、上述した一般式におけるNiの含有量を示す「1-x-y-z」が0.8を超える正極活物質を得ようとする場合には、焼成温度を700℃~850℃とすることが好ましい。
焼成時間のうち、上述した焼成温度での保持時間は、少なくとも2時間とすることが好ましく、4時間~24時間とすることがより好ましい。焼成温度における保持時間が2時間未満では、粒子中にリチウムが十分に拡散せず、余剰のリチウムや未反応の遷移金属複合水酸化物や熱処理した遷移金属複合水酸化物が残存したり、得られるリチウム金属複合酸化物粒子の結晶性が不十分なものとなるおそれがある。また、リチウム金属複合酸化物の一次粒子および二次粒子の少なくともいずれかの表面に元素Eを含む酸化物が十分に形成されないおそれがある。なお、保持時間終了後、焼成温度から少なくとも200℃までの冷却速度は、2℃/分~10℃/分とすることが好ましく、3℃/分~7℃/分とすることがより好ましい。冷却速度をこのような範囲に制御することにより、生産性を確保しつつ、匣鉢などの設備が、急冷により破損することを防止することができる。
焼成時の雰囲気は、酸化性雰囲気とすることが好ましく、酸素濃度が18容量%~100容量%の雰囲気とすることがより好ましく、上記酸素濃度の酸素と不活性ガスの混合雰囲気とすることが特に好ましい。すなわち、焼成は、大気ないしは酸素雰囲気中で行うことが好ましい。酸素濃度が18容量%未満では、リチウム金属複合酸化物の結晶性が不十分なものとなるおそれがある。
焼成工程S3によって得られたリチウム金属複合酸化物は、凝集または軽度の焼結が生じている場合がある。このような場合には、リチウム金属複合酸化物の凝集体または焼結体を解砕することが好ましい。これによって、得られる正極活物質の平均粒径や粒度分布を好適な範囲に調整することができる。なお、解砕とは、焼成時に二次粒子間の焼結ネッキングなどにより生じた複数の二次粒子からなる凝集体に、機械的エネルギーを投入して、二次粒子自体をほとんど破壊することなく分離させて、凝集体をほぐす操作を意味する。
次に、本実施形態により製造される正極活物質を用いた非水系電解質二次電池について説明する。本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池(以下、「二次電池」ともいう。)は、正極、負極、セパレータおよび非水系電解液などの、一般の非水系電解質二次電池と同様の構成部材を備える。
a)正極
上述した正極活物質を用いて、例えば、以下のようにして非水系電解質二次電池の正極を作製する。
負極には、金属リチウムやリチウム合金などを使用することができる。また、リチウムイオンを吸蔵および脱離できる負極活物質に、結着剤を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状にした負極合材を、銅などの金属箔集電体の表面に塗布し、乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成したものを使用することができる。
セパレータは、正極と負極との間に挟み込んで配置されるものであり、正極と負極とを分離し、電解質を保持する機能を有する。このようなセパレータとしては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの薄い膜で、微細な孔を多数有する膜を用いることができるが、上記機能を有するものであれば、特に限定されることはない。
非水系電解液は、支持塩としてのリチウム塩を有機溶媒に溶解したものである。有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートおよびトリフルオロプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートおよびジプロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート、さらに、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフランおよびジメトキシエタンなどのエーテル化合物、エチルメチルスルホンやブタンスルトンなどの硫黄化合物、リン酸トリエチルやリン酸トリオクチルなどのリン化合物などから選ばれる1種を単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。
本実施形態に係る非水系電解質二次電池は、円筒形や積層形など、種々の形状にすることができる。いずれの形状を採る場合であっても、正極および負極を、セパレータを介して積層させて電極体とし、得られた電極体に、非水系電解液を含浸させ、正極集電体と外部に通じる正極端子との間、および、負極集電体と外部に通じる負極端子との間を、集電用リードなどを用いて接続し、電池ケースに密閉して、非水系電解質二次電池を完成させる。
本実施形態に係る非水系電解質二次電池は、上述したように、本実施形態に係る正極活物質を正極材料として用いるため、負極抵抗を低減することで、電池容量、出力特性およびサイクル特性に優れる。しかも、この非水系電解質二次電池は、従来のリチウムニッケル系複合酸化物粒子からなる正極活物質を用いた二次電池との比較においても、熱安定性や安全性において優れている。
本実施形態に係る非水系電解質二次電池は、上述のように、電池容量、出力特性およびサイクル特性に優れており、これらの特性が高いレベルで要求される小型携帯電子機器(ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話など)の電源に好適に利用することができる。また、本実施形態に係る非水系電解質二次電池は、安全性にも優れており、小型化および高出力化が可能であるばかりでなく、高価な保護回路を簡略することができるため、搭載スペースに制約を受ける輸送用機器の電源としても好適に利用することができる。
得られた正極活物質52.5mg、アセチレンブラック15mg、およびポリテトラフッ化エチレン樹脂(PTFE)7.5mgを混合し、100MPaの圧力で直径11mm、厚さ100μmにプレス成形し、図2に示す正極(評価用電極)2を作製した。作製した正極2を真空乾燥機中120℃で12時間乾燥した後、この正極2を用いて2032型コイン電池1を、露点が-80℃に管理されたAr雰囲気のグローブボックス内で作製した。負極3には、直径17mm厚さ1mmのリチウム(Li)金属を用い、電解液には、1MのLiClO4を支持電解質とするエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の等量混合液(富山薬品工業株式会社製)を用いた。セパレータ4には膜厚25μmのポリエチレン多孔膜を用いた。また、コイン電池は、ガスケット5とウェーブワッシャー6を有し、正極缶7と負極缶8とでコイン型の電池に組み立てた。
初期放電容量は、コイン電池1を製作してから24時間程度放置し、開回路電圧OCV(Open Circuit Voltage)が安定した後、正極に対する電流密度を0.1mA/cm2としてカットオフ電圧4.3Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.0Vまで放電したときの容量を初期放電容量とした。
実施例1では、反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を12.0~14.0の範囲に調整し、核生成を行う核生成工程と、核生成工程で得られた核を含む反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を、核生成工程のpH値よりも低く、かつ、10.5~12.0となるように制御して、核を成長させる粒子成長工程とからなる公知技術によって、Ni0.35Co0.35Mn0.30(OH)2+α(0≦α≦0.4である。)で表される遷移金属複合水酸化物粉末を得た(晶析工程S1)。
得られた正極活物質を使用して作製された正極を有するコイン電池の電池特性を評価した。なお、負極抵抗および溶出メタル量の評価値を表1に示す。
実施例2~8および比較例1~3では、添加した元素Eを含む化合物の種類と添加量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに評価した。なお、負極抵抗および溶出メタル量の評価値を表1に示す。
実施例1~8では、上述した一般式:LiaNi1-x-y-zCoxDyEzO2のEが、0.002≦z≦0.05at%であることにより、負極抵抗を0.80Ω以下に低減することができた。これは、実施例1~8における溶出メタル量が50質量ppm以上600質量ppm以下であったことから、リチウム金属複合酸化物の一次粒子および二次粒子の少なくともいずれかの表面に存在する元素Eを含む酸化物量が適切であったことが理由として考えられる。特に、実施例8では、元素Eが同じ存在比である実施例1~3と比較し、上記一般式の元素EにMgおよびAlの2種を組み合わせることで、負極抵抗をより確実に低減することができた。
Claims (8)
- リチウム金属複合酸化物からなる非水系電解質二次電池用正極活物質であって、
前記リチウム金属複合酸化物は、一般式:LiaNi1-x-y-zCoxDyEzO2(ただし、式中、0.05≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.002≦z≦0.05、1.00≦a≦1.30であり、元素Dは、Mn、V、Mo、Nb、Ti、およびWから選ばれる少なくとも1種の元素であり、元素Eは、該元素Eのイオンが還元される電位より貴な電位下でリチウムと合金化する元素である。)で表され、一次粒子および該一次粒子が凝集して形成された二次粒子から構成され、
前記一次粒子および前記二次粒子の少なくともいずれかの表面には、前記元素Eを含む酸化物が存在し、下記の方法で行う充放電サイクル試験における正極から負極への溶出メタル量が、該負極に対して50質量ppm以上600質量ppm以下であることを特徴とする、非水系電解質二次電池用正極活物質。
(充放電サイクル試験)
前記リチウム金属複合酸化物からなる非水系電解質二次電池用正極活物質、導電材および結着剤を備える正極と、負極と、セパレータと、非水系電解質とを備える非水系電解質二次電池を作製し、60℃において、正極に対する電流密度を0.1mA/cm 2 としてカットオフ電圧4.3Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.0Vまで放電する充放電サイクルを500回行った後、正極から負極への溶出メタル量を測定する。 - 前記元素Eが、Mg、Al、およびSiから選ばれる少なくとも1種の元素であることを特徴とする、請求項1に記載の非水系電解質二次電池用正極活物質。
- 前記元素Eの一部が、前記一次粒子または前記二次粒子の内部に固溶していることを特徴とする、請求項1または2に記載の非水系電解質二次電池用正極活物質。
- 一般式:LiaNi1-x-y-zCoxDyEzO2(ただし、式中、0.05≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.002≦z≦0.05、1.00≦a≦1.30であり、元素Dは、Mn、V、Mo、Nb、Ti、およびWから選ばれる少なくとも1種の元素であり、元素Eは、該元素Eのイオンが還元される電位より貴な電位下でリチウムと合金化する元素である。)で表され、一次粒子および該一次粒子が凝集して形成された二次粒子から構成されるリチウム金属複合酸化物からなる非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法であって、
少なくともニッケルとコバルトを含む水溶液と、アンモニウムイオン供給体を含む水溶液と、アルカリ溶液とを、反応槽内に供給し混合することにより遷移金属複合水酸化物粒子を晶析させる晶析工程と、
前記晶析工程によって得られる遷移金属複合水酸化物と、前記元素Eを含む化合物と、リチウム化合物とを混合する混合工程と、
前記混合工程によって得られるリチウム混合物を700℃~1000℃で焼成して、リチウム金属複合酸化物を形成させる焼成工程とを有し、
前記混合工程により、前記一次粒子および前記二次粒子の少なくともいずれかの表面に、前記元素Eを含む酸化物が形成され、
前記非水系電解質二次電池用正極活物質は、下記の方法で行う充放電サイクル試験における正極から負極への溶出メタル量が、該負極に対して50質量ppm以上600質量ppm以下であることを特徴とする、非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
(充放電サイクル試験)
前記リチウム金属複合酸化物からなる非水系電解質二次電池用正極活物質、導電材および結着剤を備える正極と、負極と、セパレータと、非水系電解質とを備える非水系電解質二次電池を作製し、60℃において、正極に対する電流密度を0.1mA/cm 2 としてカットオフ電圧4.3Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.0Vまで放電する充放電サイクルを500回行った後、正極から負極への溶出メタル量を測定する。 - 前記元素Eが、Mg、Al、およびSiから選ばれる少なくとも1種の元素であることを特徴とする、請求項4に記載の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
- 正極と、負極と、セパレータと、非水系電解質とを備える非水系電解質二次電池であって、
前記正極は、一般式:LiaNi1-x-y-zCoxDyEzO2(ただし、式中、0.05≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.002≦z≦0.05、1.00≦a≦1.30であり、元素Dは、Mn、V、Mo、Nb、Ti、およびWから選ばれる少なくとも1種の元素であり、元素Eは、該元素Eのイオンが還元される電位より貴な電位下でリチウムと合金化する元素である。)で表されるリチウム金属複合酸化物からなる請求項1~3のいずれか1項に記載の非水系電解質二次電池用正極活物質を構成材料として含むことを特徴とする、非水系電解質二次電池。 - 充放電後の負極の表面には、前記元素Eとリチウムとの合金が存在していることを特徴とする、請求項6に記載の非水系電解質二次電池。
- 充放電後の負極に含まれる元素Eが、該負極に対して50質量ppm以上600質量ppm以下であることを特徴とする、請求項7に記載の非水系電解質二次電池。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017132055A JP7031150B2 (ja) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 非水系電解質二次電池用正極活物質、非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 |
US16/628,956 US11411210B2 (en) | 2017-07-05 | 2018-06-27 | Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, process for manufacturing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material |
PCT/JP2018/024417 WO2019009160A1 (ja) | 2017-07-05 | 2018-06-27 | 非水系電解質二次電池用正極活物質、非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 |
CN201880056886.8A CN111033831B (zh) | 2017-07-05 | 2018-06-27 | 非水系电解质二次电池用正极活性物质及其制造方法和使用其的非水系电解质二次电池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017132055A JP7031150B2 (ja) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 非水系電解質二次電池用正極活物質、非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019016481A JP2019016481A (ja) | 2019-01-31 |
JP7031150B2 true JP7031150B2 (ja) | 2022-03-08 |
Family
ID=64949989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017132055A Active JP7031150B2 (ja) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 非水系電解質二次電池用正極活物質、非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11411210B2 (ja) |
JP (1) | JP7031150B2 (ja) |
CN (1) | CN111033831B (ja) |
WO (1) | WO2019009160A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230078382A (ko) * | 2021-11-26 | 2023-06-02 | 삼성에스디아이 주식회사 | 복합양극활물질, 이를 채용한 양극과 리튬전지 및 그 제조방법 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012230898A (ja) | 2011-04-14 | 2012-11-22 | Toda Kogyo Corp | Li−Ni複合酸化物粒子粉末及びその製造方法、並びに非水電解質二次電池 |
JP2016207479A (ja) | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質及びその製造方法、並びにその正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 |
WO2017061633A1 (ja) | 2015-10-09 | 2017-04-13 | 住友金属鉱山株式会社 | リチウムニッケル含有複合酸化物とその製造方法、および非水系電解質二次電池 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101050438B1 (ko) * | 2008-11-10 | 2011-07-19 | 주식회사 코캄 | 안전성이 우수한 리튬 이차전지용 양극 활물질 및 그 제조방법과 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
JP5638232B2 (ja) | 2009-12-02 | 2014-12-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池正極活物質用ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子とその製造方法、非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水系電解質二次電池 |
JP5742153B2 (ja) | 2010-09-29 | 2015-07-01 | 三菱化学株式会社 | 非水系二次電池用複層構造炭素材、及びそれを用いた負極材並びに非水系二次電池 |
JP2012221855A (ja) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Sony Corp | 非水電解質電池用正極活物質、非水電解質電池用正極および非水電解質電池、ならびに非水電解質電池を用いた電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
KR101971442B1 (ko) | 2011-08-16 | 2019-04-23 | 티악스 엘엘씨 | 다결정질 금속 산화물, 그것의 제조 방법, 및 그것을 포함하는 제품 |
JP6353310B2 (ja) | 2014-07-30 | 2018-07-04 | マクセルホールディングス株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JP6627241B2 (ja) * | 2014-12-15 | 2020-01-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および、非水系電解質二次電池 |
JP6554799B2 (ja) * | 2015-01-29 | 2019-08-07 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水系電解質二次電池 |
CN106299352B (zh) * | 2015-05-26 | 2019-01-15 | 宁德新能源科技有限公司 | 二次锂电池正极材料的制备方法 |
CN104966833B (zh) * | 2015-07-28 | 2017-07-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 正极材料、其制备方法及包含该正极材料的锂离子电池 |
JP2017139168A (ja) | 2016-02-04 | 2017-08-10 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解質二次電池用正極 |
KR20170118486A (ko) * | 2016-04-15 | 2017-10-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
JP6412094B2 (ja) * | 2016-12-26 | 2018-10-24 | 住友化学株式会社 | リチウム二次電池用正極活物質、リチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池 |
CN110896674A (zh) * | 2018-03-21 | 2020-03-20 | 浙江林奈新能源有限公司 | 镍钴铝三元锂离子电池正极材料、其制备方法和用途、以及锂离子电池 |
-
2017
- 2017-07-05 JP JP2017132055A patent/JP7031150B2/ja active Active
-
2018
- 2018-06-27 CN CN201880056886.8A patent/CN111033831B/zh active Active
- 2018-06-27 US US16/628,956 patent/US11411210B2/en active Active
- 2018-06-27 WO PCT/JP2018/024417 patent/WO2019009160A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012230898A (ja) | 2011-04-14 | 2012-11-22 | Toda Kogyo Corp | Li−Ni複合酸化物粒子粉末及びその製造方法、並びに非水電解質二次電池 |
JP2016207479A (ja) | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質及びその製造方法、並びにその正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 |
WO2017061633A1 (ja) | 2015-10-09 | 2017-04-13 | 住友金属鉱山株式会社 | リチウムニッケル含有複合酸化物とその製造方法、および非水系電解質二次電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019009160A1 (ja) | 2019-01-10 |
US20200227732A1 (en) | 2020-07-16 |
CN111033831A (zh) | 2020-04-17 |
JP2019016481A (ja) | 2019-01-31 |
CN111033831B (zh) | 2023-08-25 |
US11411210B2 (en) | 2022-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102203425B1 (ko) | 전이 금속 복합 수산화물 입자와 그의 제조 방법, 비수전해질 이차 전지용 정극 활물질과 그의 제조 방법, 및 비수전해질 이차 전지 | |
JP6888297B2 (ja) | 非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法 | |
JP6244713B2 (ja) | 非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法 | |
JP5971109B2 (ja) | ニッケル複合水酸化物とその製造方法、非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水系電解質二次電池 | |
JP6773047B2 (ja) | 非水系電解質二次電池用正極材料とその製造方法、および正極合材ペースト、非水系電解質二次電池。 | |
JP6554799B2 (ja) | 非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水系電解質二次電池 | |
US20220367859A1 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery | |
JP7047251B2 (ja) | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法 | |
JP7052806B2 (ja) | 非水系電解質二次電池用正極活物質、非水系電解質二次電池及び非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法 | |
WO2019163846A1 (ja) | 金属複合水酸化物とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水電解質二次電池 | |
JP2021048070A (ja) | リチウムイオン二次電池用正極活物質およびリチウムイオン二次電池 | |
WO2019163845A1 (ja) | 金属複合水酸化物とその製造方法、非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水電解質二次電池 | |
JP7183815B2 (ja) | ニッケルマンガンコバルト含有複合水酸化物およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 | |
JP7183813B2 (ja) | ニッケルマンガンコバルト含有複合水酸化物およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 | |
JP7183812B2 (ja) | ニッケルマンガンコバルト含有複合水酸化物およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 | |
JP7102973B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用の正極活物質とその製造方法、およびチウムイオン二次電池 | |
EP3653581A1 (en) | Metal composite hydroxide, method for producing same, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries, method for producing said positive electrode active material, and nonaqueous electrolyte secondary battery using said positive electrode active material | |
JP7183814B2 (ja) | ニッケルマンガンコバルト含有複合水酸化物およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池 | |
JP2021048071A (ja) | リチウムイオン二次電池用正極活物質およびリチウムイオン二次電池 | |
US20230135908A1 (en) | Metal composite hydroxide, method for producing same, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries, method for producing said positive electrode active material, and nonaqueous electrolyte secondary battery using said positive electrode active material | |
JP7031150B2 (ja) | 非水系電解質二次電池用正極活物質、非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 | |
US20220344656A1 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery | |
JP2022046655A (ja) | 非水系電解質二次電池用正極活物質、および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池 | |
WO2020218592A1 (ja) | ニッケル複合水酸化物、ニッケル複合水酸化物の製造方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質、リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法及びリチウムイオン二次電池 | |
JP7205198B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20171010 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200701 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210810 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211001 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220125 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7031150 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |