JP7079411B2 - 電極とこれを用いた電池 - Google Patents
電極とこれを用いた電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7079411B2 JP7079411B2 JP2018083431A JP2018083431A JP7079411B2 JP 7079411 B2 JP7079411 B2 JP 7079411B2 JP 2018083431 A JP2018083431 A JP 2018083431A JP 2018083431 A JP2018083431 A JP 2018083431A JP 7079411 B2 JP7079411 B2 JP 7079411B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- active material
- coating material
- electrode active
- layer
- 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
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 139
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 116
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 116
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 70
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 29
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- -1 lithium transition metal Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 claims description 7
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims description 7
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 96
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 23
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 22
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 16
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910001228 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (NCM 111) Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 11
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 238000000550 scanning electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N [Ni].[Mn].[Li] Chemical compound [Ni].[Mn].[Li] ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 239000002801 charged material Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 2
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 2
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002706 AlOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000003647 acryloyl group Chemical group O=C([*])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- PLLZRTNVEXYBNA-UHFFFAOYSA-L cadmium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cd+2] PLLZRTNVEXYBNA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Cd+2] CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N cyclohexylbenzene Chemical compound [CH]1CCCC[C@@H]1C1=CC=CC=C1 HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007590 electrostatic spraying Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- DEUISMFZZMAAOJ-UHFFFAOYSA-N lithium dihydrogen borate oxalic acid Chemical compound B([O-])(O)O.C(C(=O)O)(=O)O.C(C(=O)O)(=O)O.[Li+] DEUISMFZZMAAOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- 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
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/46—Metal oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/50—Electrodes characterised by their material specially adapted for lithium-ion capacitors, e.g. for lithium-doping or for intercalation
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
-
- 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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- 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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- 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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- 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
-
- 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
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- 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
-
- 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
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
[電池用の正極]
図1は、一実施形態に係る正極10の模式的な断面図である。正極10は、電極の一例である。特に限定することを意図したものではないが、本実施形態では、正極10を例として、ここに開示される技術を具体的に説明する。
すなわち、まず、正極活物質14A,14Bを含んだ正極スラリーを調製する(ステップS1)。正極スラリーの調製は、例えば、プラネタリーミキサー、ディスパー等の従来公知の混練装置を用いて行うことができる。このとき、正極活物質14A,14Bの平均粒径は、それぞれ、上記した範囲内とするとよい。また、正極活物質14Aの平均粒径Daと正極活物質14Bの平均粒径Dbとは、次の式:Da≦Db≦2×Da;を満たすとよい。
次に、正極スラリーを集電体12の表面に付与する(ステップS2)。正極スラリーの付与は、例えば、ダイコータ、スリットコータ、コンマコータ等の従来公知の塗工装置を用いて行うことができる。
次に、集電体12の表面に付与した正極スラリーを乾燥させる(ステップS3)。正極スラリーの乾燥は、例えば、例えば、加熱乾燥装置、真空乾燥装置、ドライエアー等の乾燥装置を用いて、加熱、減圧、送風等の操作を単独または適宜組み合わせて行うことができる。加熱は、典型的には200℃以下、例えば80~150℃としてもよい。このとき、正極活物質14Aの平均粒径Daと正極活物質14Bの平均粒径Dbとに差があると、相対的に粒径の大きい方の正極活物質が沈降して、集電体12の近傍に偏在する傾向がある。一方、相対的に粒径の小さい方の正極活物質は浮き上がって、正極合材層14の表面部分に偏在する傾向がある。したがって、以上のようなステップS1~S3を包含する製造方法によれば、正極活物質14Aが正極合材層14の表面部分、例えば上層部あるいは第3層A3に偏在している正極合材層14を製造することができる。
第1実施形態の正極は、電池の構築に好適に用いることができる。なお、本明細書において「電池」とは、一次電池、ならびに、繰り返し使用可能な蓄電池(二次電池)および蓄電素子全般を包含する用語である。二次電池は、例えば、リチウム二次電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等であってもよい。ここに開示される技術において、電池は、正極10と負極と電解質とを備えている。
正極10を備えた電池は、各種用途に利用可能であるが、従来品に比べて出力特性に優れるものである。したがって、ここに開示される電池は、このような特徴を活かして、例えば、高出力密度が要求される用途で好ましく用いることができる。具体的には、例えば車両に搭載されるモーター用の動力源(駆動用電源)として好ましく用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、典型的には自動車、例えばプラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)等が挙げられる。なお、電池は、複数個が直列および/または並列に接続された組電池の形態で使用されてもよい。
[電池用の負極]
上記した第1実施形態では、ここに開示される技術を正極10,20に適用していたが、これには限定されない。ここに開示される電極は、電池用の負極であってもよい。第2実施形態の負極、および該負極を備えた電池の構成は、以下に言及する点を除き、上記した第1実施形態と同じであってもよい。ここに開示される技術を負極に適応する場合、上記した第1実施形態の正極に係る記載を、適宜負極と読み替えることができる。
第2実施形態の負極を備えた電池において、正極は、従来と同様でよく特に限定されない。正極は、例えば第1実施形態の正極10,20であってもよいし、従来と同様であってもよい。言い換えれば、正極は、例えば、表面の電荷の状態が異なる正極活物質A,Bを含んでいてもよいし、1種類の正極活物質のみを含んでいてもよい。正極は、例えば、コート材で被覆されていないリチウム遷移金属複合酸化物のみを含んでいてもよい。
[正極活物質の用意]
<比較例1> 正極活物質として、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(平均粒径10μm)を用意した。比較例1では、これをそのまま正極活物質として用いた。
<比較例2> まず、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(平均粒径10μm)と、Al2O3(等電点:9)とを、100:0.5の質量比率で混合し、メカノケミカル処理した後、500℃で10時間加熱した。これにより、表面がAl2O3で被覆されたLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2を作製した。比較例2では、これを正極活物質として用いた。
まず、上記正極活物質(比較例1,2、例1~17)と、導電材としてのアセチレンブラックと、バインダとしてのアクリル系樹脂とを、N-メチル-2-ピロリドン中で混合して、それぞれ正極スラリーを調製した。このとき、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2と、アセチレンブラックと、アクリル系樹脂と、の質量比率を、94:3:3とした。次に、この正極スラリーを、平均厚み15μmのアルミニウム箔(集電体)の表面に塗布し、乾燥した。これにより、集電体上に正極合材層を有する正極(比較例1,2、例1~17)を作製した。
まず、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを、EC:DMC:EMC=3:3:3の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのLiPF6を1.0Mの濃度で溶解させて、液状の電解質(電解液)を調製した。次に、上記正極(比較例1,2、例1~17)の正極合材層の表面に、上記調製した電解液を滴下し、上記した静滴法で接触角σを測定した。結果を表1に示す。
上記正極(比較例1,2、例1~17)を用いて、リチウム二次電池を構築した。具体的には、まず、負極活物質としての球形化黒鉛と、バインダとしてのスチレンブタジエンゴムと、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースとを、イオン交換水中で混合して、負極スラリーを調製した。このとき、球形化黒鉛と、スチレンブタジエンゴムと、カルボキシメチルセルロースとの質量比率を、98:1:1とした。次に、この負極スラリーを、平均厚み10μmの銅箔(集電体)の表面に塗布し、乾燥した。これにより、集電体上に負極合材層を有する負極を作製した。
まず、25℃の環境下において、上記構築したリチウム二次電池(比較例1,2、例1~17)を、SOC(State of Charge)が50%の状態に調整した。なお、SOCとは、電池が通常使用される電圧範囲を基準とする充電状態をいう。次に、100Ah(20Cのレート)で、10秒間の定電流放電を行った。なお、1Cとは、電池容量(5Ah)を1時間で充電できる電流値を意味する。そして、10秒間の定電流放電で降下した電池電圧ΔVを読み取り、その電池電圧ΔVと放電電流値とに基づいて、オームの法則から、IV抵抗を算出した。結果を表1に示す。なお、表1には、比較例1の結果を100としたときの相対値を表している。
これに対して、コート材Aを表面に備えた正極活物質Aと、コート材Bを表面に備えた正極活物質Bと、を混合して正極活物質として用いた例1~17では、相対的にIV抵抗が低く抑えられていた。言い換えれば、電池の出力特性が向上していた。また、図4は、コート材A,Bの等電点の差とIV抵抗との関係を表すグラフである。図4では、コート材A,Bの等電点の差が大きいほど、IV抵抗が低く、電池の出力特性が向上していた。このことから、以下の少なくとも1つ:コート材Aとして等電点のより小さなものを使用すること;コート材Bとして等電点のより大きなものを使用すること;を満たすことで、電池の出力特性がより良く高められることがわかった。
以上の結果は、ここに開示される技術の技術的意義を裏付けるものである。
表2に示すように、正極活物質BのLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2の平均粒径Dbを5~30μmの間で変化させたこと以外は、上記試験例Iの例1と同様に、正極(例18~21)を作製した。そして、接触角の評価を行った。また、試験例Iと同様に、リチウム二次電池(例18~21)を構築し、出力特性の評価を行った。結果を表2に示す。
まず、正極(例1,18~21)を樹脂で包埋して、クロスセクションポリッシャ加工等を施し、正極合材層の断面出しを行った。次に、この断面を走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)で観察し、正極合材層の全体が入るような視野のSEM観察画像を得た。次に、得られたSEM観察画像を、エネルギー分散型X線分光法(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy:EDX)で解析して、コート材AのW原子とコート材BのAl原子とをそれぞれマッピングした。参考として、図5には、例1の正極のSEM-EDXマッピング画像を模式的に示す。なお、図5の符号については、図1と同様である。このように、SEM-EDXマッピング画像では、2種類の正極活物質14A,14Bの外周が明瞭になる。次に、正極合材層14を厚み方向に3等分し、集電体12に近い側から第1層A1、第2層A2、第3層A3とした。次に、第1層A1において、正極活物質14Bの各粒子の外周の長さを求め、その値を合計して、外周総距離P1を求めた。また、第3層A3において、正極活物質14Bの各粒子の外周の長さを求め、その値を合計して、外周総距離P3を求めた。そして、P3に対するP1の比(P1/P3)を算出した。結果を表2に示す。一例として、例1では、P1が172.7μmであり、P3が170.9μmであり、P1/P3が1.0(小数点第2位以下は四捨五入)と算出された。
<比較例3> 負極活物質として、球形化黒鉛(平均粒径10μm)を用意した。比較例3では、これをそのまま負極活物質として用いた。
<例22> まず、球形化黒鉛(平均粒径10μm)と、コート材A(WO3)とを、100:0.5の質量比率で混合し、メカノケミカル処理した後、500℃で10時間加熱した。これにより、負極活物質Aを作製した。次に、球形化黒鉛(平均粒径10μm)と、コート材B(Al2O3)とを、100:0.5の質量比率で混合し、メカノケミカル処理した後、500℃で10時間加熱した。これにより、負極活物質Bを作製した。例22では、上記で作製した負極活物質A,Bを1:1の質量比率で混合し、負極活物質として用いた。
まず、25℃の環境下において、上記構築したリチウム二次電池(例22、比較例3)を、SOC(State of Charge)が50%の状態に調整した。次に、100Ah(20Cのレート)で、10秒間の定電流放電を行った。そして、10秒間の定電流放電で降下した電池電圧ΔVを読み取り、その電池電圧ΔVと放電電流値とに基づき、オームの法則から、IV抵抗を算出した。結果を表3に示す。なお、表3には、比較例3の結果を100としたときの相対値を表している。
12 集電体
14、24 正極合材層(電極合材層)
14A、14B 正極活物質(活物質)
Claims (7)
- 集電体と、前記集電体の上に配置された電極合材層と、を備え、
前記電極合材層は、
コア部Aと、前記コア部Aの表面に配置され、電気泳動法に基づく等電点が7以下であるコート材Aと、を備えた活物質Aと、
コア部Bと、前記コア部Bの表面に配置され、前記等電点が7以上であるコート材Bと、を備えた活物質Bと、
(ただし、前記コート材Aおよび前記コート材Bの少なくとも一方は、前記等電点が7ではない。)を含み、
前記コア部Aおよび前記コア部Bは、それぞれ、リチウム遷移金属複合酸化物である、電極。 - 前記電極合材層を厚み方向に2つに分け、前記集電体に近い側を下層部とし、前記集電体から離れた表面側を上層部としたときに、
前記下層部は、前記活物質Bを前記活物質Aよりも多く含んでおり、
前記上層部は、前記活物質Aを前記活物質Bよりも多く含んでいる、
請求項1に記載の電極。 - 前記電極合材層を厚み方向に3つに分け、前記集電体に近い側から順に、第1層、第2層、第3層とし、
前記第1層に含まれる前記活物質Bの外周の長さの合計をP1とし、
前記第3層に含まれる前記活物質Bの外周の長さの合計をP3としたときに、
前記P1と前記P3とが、次の式:1≦(P1/P3)≦4;を満たす、
請求項1または2に記載の電極。 - 前記コート材Aの前記等電点と前記コート材Bの前記等電点との差が、4以上である、
請求項1から3のいずれか1つに記載の電極。 - 前記コート材Aの前記等電点が、5以下である、
請求項1から4のいずれか1つに記載の電極。 - 前記活物質Aの平均粒径Daと、前記活物質Bの平均粒径Dbとが、次の式:1≦(Db/Da)≦2;を満たす、
請求項1から5のいずれか1つに記載の電極。 - 請求項1から6のいずれか1つに記載の電極を備える電池。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018083431A JP7079411B2 (ja) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 電極とこれを用いた電池 |
US16/370,458 US10950851B2 (en) | 2018-04-24 | 2019-03-29 | Electrode including active materials having coat materials with different isoelectric points, and battery using same |
CN201910302611.4A CN110400903B (zh) | 2018-04-24 | 2019-04-16 | 电极和使用该电极的电池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018083431A JP7079411B2 (ja) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 電極とこれを用いた電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019192470A JP2019192470A (ja) | 2019-10-31 |
JP7079411B2 true JP7079411B2 (ja) | 2022-06-02 |
Family
ID=68238102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018083431A Active JP7079411B2 (ja) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 電極とこれを用いた電池 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10950851B2 (ja) |
JP (1) | JP7079411B2 (ja) |
CN (1) | CN110400903B (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114945825A (zh) | 2019-10-23 | 2022-08-26 | 国立大学法人大阪大学 | 癌症判定装置、癌症判定方法以及程序 |
EP4060759A4 (en) * | 2019-11-15 | 2023-12-06 | Vehicle Energy Japan Inc. | POSITIVE ELECTRODE FOR LITHIUM-ION SECONDARY BATTERIES, AND LITHIUM-ION SECONDARY BATTERY |
JP7458588B2 (ja) | 2019-11-28 | 2024-04-01 | 時空化学株式会社 | パウチ型スーパーキャパシタ、正極材料及び負極材料 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005263590A (ja) | 2004-03-19 | 2005-09-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックスナノ粒子の水系湿式成形と高制御多孔質セラミックスの製造方法 |
JP2005289660A (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toto Ltd | 表面改質二酸化チタン微粒子とその分散液、およびその製造方法 |
JP2011502332A (ja) | 2007-10-29 | 2011-01-20 | デジョン イーエム カンパニー リミテッド | リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法、これを含むリチウム二次電池の正極及びリチウム二次電池 |
JP5638015B2 (ja) | 2012-01-27 | 2014-12-10 | Jfeケミカル株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極材料、負極合剤、リチウムイオン二次電池負極およびリチウムイオン二次電池 |
JP2016025017A (ja) | 2014-07-23 | 2016-02-08 | 株式会社豊田自動織機 | リチウムイオン二次電池用正極とその製造方法及びリチウムイオン二次電池 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6984469B2 (en) * | 2000-09-25 | 2006-01-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Positive active material for rechargeable lithium batteries and method of preparing same |
JP4683527B2 (ja) | 2004-07-22 | 2011-05-18 | 日本化学工業株式会社 | 改質リチウムマンガンニッケル系複合酸化物、その製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池 |
EP1712522A1 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-18 | Robert Prof. Dr. Schlögl | Nanosized carbon material-activated carbon composite |
CN105074967B (zh) * | 2013-03-15 | 2018-07-10 | 应用材料公司 | 用于制造较厚电极的多层电池电极设计 |
JP6251042B2 (ja) * | 2014-01-06 | 2017-12-20 | 株式会社東芝 | 電極及び非水電解質電池 |
CN104638253B (zh) * | 2015-02-16 | 2017-03-01 | 佳木斯大学 | 一种作为锂离子电池负极的Si@C‑RG核壳结构复合材料的制备方法 |
-
2018
- 2018-04-24 JP JP2018083431A patent/JP7079411B2/ja active Active
-
2019
- 2019-03-29 US US16/370,458 patent/US10950851B2/en active Active
- 2019-04-16 CN CN201910302611.4A patent/CN110400903B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005263590A (ja) | 2004-03-19 | 2005-09-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックスナノ粒子の水系湿式成形と高制御多孔質セラミックスの製造方法 |
JP2005289660A (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toto Ltd | 表面改質二酸化チタン微粒子とその分散液、およびその製造方法 |
JP2011502332A (ja) | 2007-10-29 | 2011-01-20 | デジョン イーエム カンパニー リミテッド | リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法、これを含むリチウム二次電池の正極及びリチウム二次電池 |
JP5638015B2 (ja) | 2012-01-27 | 2014-12-10 | Jfeケミカル株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極材料、負極合剤、リチウムイオン二次電池負極およびリチウムイオン二次電池 |
JP2016025017A (ja) | 2014-07-23 | 2016-02-08 | 株式会社豊田自動織機 | リチウムイオン二次電池用正極とその製造方法及びリチウムイオン二次電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019192470A (ja) | 2019-10-31 |
US20190326590A1 (en) | 2019-10-24 |
US10950851B2 (en) | 2021-03-16 |
CN110400903B (zh) | 2022-06-28 |
CN110400903A (zh) | 2019-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4352349B2 (ja) | 電極および電極製造方法 | |
KR101364828B1 (ko) | 비수 전해액형 리튬 이온 2차 전지의 제조 방법 | |
JP4403524B2 (ja) | 電極およびその製造方法 | |
JP7079411B2 (ja) | 電極とこれを用いた電池 | |
JP5738563B2 (ja) | 正極活物質及び該活物質を用いたリチウム二次電池 | |
JP7068238B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2010287512A (ja) | リチウムイオン二次電池の製造方法 | |
JP2020202022A (ja) | 二次電池の正極材料、およびこれを用いた二次電池 | |
JP2014032777A (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
JP7125238B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2016126909A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2007109454A (ja) | リチウム二次電池およびその製造方法 | |
JP7054445B2 (ja) | 負極材料とこれを用いた電解液系電池 | |
JP2020202021A (ja) | リチウム二次電池の正極材料、およびこれを用いたリチウム二次電池 | |
JP5578370B2 (ja) | 二次電池用電極及びその製造方法 | |
JP2020202023A (ja) | 二次電池の正極、およびこれを用いた二次電池 | |
JP2017220380A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
EP3767716A1 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP6233653B2 (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
JP7068239B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP6919994B2 (ja) | 正極材料とこれを用いたリチウム二次電池 | |
JP2012069275A (ja) | リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法 | |
EP4276935A1 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP7275092B2 (ja) | 正極活物質および該正極活物質を備えた非水電解質二次電池 | |
CN114725329B (zh) | 正极活性物质和使用了该正极活性物质的非水电解质二次电池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201125 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220121 |
|
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: 20220421 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220504 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7079411 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |