CN111566853B - 正极材料和使用该正极材料的电池 - Google Patents

正极材料和使用该正极材料的电池 Download PDF

Info

Publication number
CN111566853B
CN111566853B CN201880085802.3A CN201880085802A CN111566853B CN 111566853 B CN111566853 B CN 111566853B CN 201880085802 A CN201880085802 A CN 201880085802A CN 111566853 B CN111566853 B CN 111566853B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid electrolyte
positive electrode
battery
active material
electrolyte 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
Application number
CN201880085802.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111566853A (zh
Inventor
杉本裕太
夏井龙一
佐佐木出
宫崎晃畅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN111566853A publication Critical patent/CN111566853A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111566853B publication Critical patent/CN111566853B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01M4/62—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
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/30—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6
    • C01F17/36—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6 halogen being the only anion, e.g. NaYF4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00—Compounds of zirconium
    • C01G25/006—Compounds containing, besides zirconium, 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
    • 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
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • 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
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • 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
    • H01M4/1315—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx containing halogen atoms, e.g. 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
    • H01M4/48—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
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本公开提供使充放电效率更加提高的正极材料。本公开中的正极材料包含正极活性物质和第1固体电解质材料。所述第1固体电解质材料包含Li、M和X，并且不含硫。M是选自除Li以外的金属元素和准金属元素中的至少一种。X是选自Cl、Br和I中的至少一种。所述正极活性物质包含金属氟氧化物。

Description

正极材料和使用该正极材料的电池
技术领域
本公开涉及正极材料和使用该正极材料的电池。
背景技术
专利文献1公开了一种全固体电池，其包含由含铟的卤化物形成的固体电解质。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2006-244734号公报
发明内容
本公开的目的是提高电池的充放电效率。
本公开提供一种正极材料，包含：
正极活性物质、和
第1固体电解质材料，
其中，
所述第1固体电解质材料包含Li、M和X，并且不含硫，
M是选自除Li以外的金属元素和准金属元素中的至少一种，
X是选自Cl、Br和I中的至少一种，并且
所述正极活性物质包含金属氟氧化物。
本公开使电池的充放电效率提高。
附图说明
图1表示第2实施方式中的电池1000的截面图。
图2是表示实施例1和比较例1中的全固体电池的初始充放电特性的坐标图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本公开的实施方式。
(第1实施方式)
第1实施方式中的正极材料包含正极活性物质和第1固体电解质材料。
第1固体电解质材料是由下述组成式(1)表示的材料。
LiαMβXγ (1)
其中，α、β和γ分别独立地为大于0的值，
M包含选自除Li以外的金属元素和准金属元素中的至少一种，并且X是选自Cl、Br和I中的至少一种。
正极活性物质包含金属氟氧化物。
根据以上结构，能够提高电池的充放电效率。
金属氟氧化物中，一部分氧原子被电化学惰性的氟原子取代。通过该取代，其电化学稳定性提高，结果，充放电效率提高。
正极材料所含的第1固体电解质材料由卤化物固体电解质形成。卤化物固体电解质使充放电效率提高。这是因为，即使第1固体电解质材料在正极活性物质与第1固体电解质材料之间的接触面被氟化，也不形成电阻层。
本说明书中使用的术语“准金属元素”，是指选自B、Si、Ge、As、Sb和Te中的至少一种。
本说明书中使用的“金属元素”，包含：
(i)周期表1族～12族中所含的全部元素(但除氢以外)、以及
(ii)周期表13族～16族所含的全部元素(但除B、Si、Ge、As、Sb、Te、C、N、P、O、S和Se以外)。
即，金属元素与卤素化合物一起形成无机化合物，成为阳离子。
在组成式(1)中，M可以包含Y(即钇)。即，第1固体电解质材料可以含有Y作为金属元素M。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。由此，能够更加提高电池的充放电效率。
含Y的第1固体电解质材料的例子是由LiaMebYcX6(其中，a+mb+3c＝6、c>0、Me是选自除Li和Y以外的金属元素和准金属元素中的至少一种、且m是Me的价数)的组成式表示的化合物。
Me的例子是选自Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Sc、Al、Ga、Bi、Zr、Hf、Ti、Sn、Ta和Nb中的至少一种。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。
第1固体电解质材料的例子是Li3YCl6、Li3YBr6、Li3Y0.5Zr0.5Cl6或Li3YBr2Cl2I2。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。
第1固体电解质材料可以是由下述组成式(A1)表示的材料。
Li6-3dYdX6 式(A1)
其中，X是选自Cl、Br和I中的两种以上的元素。
在组成式(A1)中，满足0<d<2。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。由此，能够更加提高电池的充放电效率。
第1固体电解质材料可以是由下述组成式(A2)表示的材料。
Li3YX6 式(A2)
其中，X是选自Cl、Br和I中的两种以上的元素。即，在A1中，可以是d＝1。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。由此，能够更加提高电池的充放电效率。
第1固体电解质材料可以是由下述组成式(A3)表示的材料。
Li3-3δY1+δCl6 式(A3)
其中，满足0<δ≤0.15。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。由此，能够更加提高电池的充放电效率。
第1固体电解质材料可以是由下述组成式(A4)表示的材料。
Li3-3δY1+δBr6 式(A4)
其中，满足0<δ≤0.25。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。由此，能够更加提高电池的充放电效率。
第1固体电解质材料可以是由下述组成式(A5)表示的材料。
Li3-3δ+aY1+δ-aMeaCl6-x-yBrxIy 式(A5)
其中，Me是选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少一种。
在组成式(A5)中，满足
-1<δ<2、
0<a<3、
0<(3-3δ+a)、
0<(1+δ-a)、
0≤x≤6、
0≤y≤6、以及
(x+y)≤6。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。由此，能够更加提高电池的充放电效率。
第1固体电解质材料可以是由下述组成式(A6)表示的材料。
Li3-3δY1+δ-aMeaCl6-x-yBrxIy 式(A6)
其中，Me是选自Al、Sc、Ga和Bi中的至少一种。
在组成式(A6)中，满足
-1<δ<1、
0<a<2、
0<(1+δ-a)、
0≤x≤6、
0≤y≤6、以及
(x+y)≤6。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。由此，能够更加提高电池的充放电效率。
第1固体电解质材料可以是由下述组成式(A7)表示的材料。
Li3-3δ-aY1+δ-aMeaCl6-x-yBrxIy 式(A7)
其中，Me是选自Zr、Hf和Ti中的至少一种。
在组成式(A7)中，满足
-1<δ<1、
0<a<1.5、
0<(3-3δ-a)、
0<(1+δ-a)、
0≤x≤6、
0≤y≤6、以及
(x+y)≤6。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。由此，能够更加提高电池的充放电效率。
第1固体电解质材料可以是由下述组成式(A8)表示的材料。
Li3-3δ-2aY1+δ-aMeaCl6-x-yBrxIy 式(A8)
其中，Me是选自Ta和Nb中的至少一种。
在组成式(A8)中，满足
-1<δ<1、
0<a<1.2、
0<(3-3δ-2a)、
0<(1+δ-a)、
0≤x≤6、
0≤y≤6、以及
(x+y)≤6。
根据以上结构，能够更加提高第1固体电解质材料的离子导电率。由此，能够更加提高电池的充放电效率。
作为第1固体电解质材料，可使用例如Li3YX6、Li2MgX4、Li2FeX4、Li(Al、Ga、In)X4、Li3(Al、Ga、In)X6等。
金属氟氧化物可以是由下述组成式(2)表示的材料。
LipMeqOmFn 式(2)
其中，Me是选自Mn、Co、Ni、Fe、Al、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ag、Ru、W、B、Si和P中的至少一种。
在组成式(2)中，满足
0.5≤p≤1.5、
0.5≤q≤1.0、
1≤m<2、以及
0<n≤1。
根据以上结构，能够更加提高电池的充放电效率。
金属氟氧化物的例子是Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O1.9F0.1。
根据以上结构，能够更加提高电池的充放电效率。
如图1所示，第1实施方式中的正极材料可以包含正极活性物质粒子104和第1固体电解质粒子105。
在第1实施方式中，第1固体电解质粒子105的形状没有限定。第1固体电解质粒子105的形状的例子是针状、球状或椭圆球状。例如，第1固体电解质粒子105的形状可以是粒子状。
例如，当第1实施方式中的第1固体电解质粒子105的形状为粒子状(例如球状)的情况下，第1固体电解质粒子105的中位径可以为100μm以下。
当第1固体电解质粒子105的中位径大于100μm的情况下，正极活性物质粒子104和第1固体电解质粒子105在正极内没有良好地分散，因此电池的充放电特性可能降低。
在第1实施方式中，第1固体电解质粒子105的中位径可以为10μm以下。
根据以上结构，在正极材料中，正极活性物质粒子104和第1固体电解质粒子105能够良好地分散。
在第1实施方式中，第1固体电解质粒子105的中位径可以小于正极活性物质粒子104的中位径。
根据以上结构，第1固体电解质粒子105和正极活性物质粒子104能够更好地分散在电极中。
正极活性物质粒子104的中位径可以为0.1μm以上且100μm以下。
当正极活性物质粒子104的中位径小于0.1μm的情况下，正极活性物质粒子104和第1固体电解质粒子105没有在正极内良好地分散，所以电池的充放电特性可能降低。
当正极活性物质粒子104的中位径大于100μm的情况下，锂在正极活性物质粒子104中的扩散速度可能降低。因此，有时电池难以在高输出下工作。
正极活性物质粒子104的中位径可以大于第1固体电解质粒子105的中位径。由此，正极活性物质粒子104和第1固体电解质粒子105能够良好地分散。
在第1实施方式的正极材料中，如图1所示，第1固体电解质粒子105和正极活性物质粒子104可以彼此接触。
第1实施方式中的正极材料可以包含多个第1固体电解质粒子105和多个正极活性物质粒子104。
在第1实施方式的正极材料中，第1固体电解质粒子105的含量可以与正极活性物质粒子104的含量相同，也可以不同。
(第1固体电解质材料的制造方法)
第1实施方式中的第1固体电解质材料例如采用下述方法制造。
考虑到生成物的组成比，准备二元系卤化物的原料粉。例如，为了合成Li3YCl6，以3：1的摩尔比准备LiCl和YCl3。
通过选择原料粉的种类，确定上述组成式中的“M”、“Me”和“X”的元素。通过调整原料粉、配合比和合成工艺，确定“α”、“β”、“γ”、“d”、“δ”、“a”、“x”和“y”的值。
充分混合原料粉。接着，采用机械化学研磨的方法粉碎原料粉。这样，原料粉发生反应而得到第1固体电解质材料。或者，也可以在充分混合原料粉后，在真空中烧结原料粉，得到第1固体电解质材料。
由此，得到包含结晶相的上述第1固体电解质材料。
第1固体电解质材料中的结晶相的结构(即晶体结构)可以通过原料粉的反应方法和反应条件的选择来确定。
(第2实施方式)
以下，说明本公开的第2实施方式。与上述第1实施方式重复的说明被适当省略。
图1表示第2实施方式中的电池1000的截面图。
第2实施方式中的电池1000具备正极101、电解质层102和负极103。
电解质层102配置在正极101与负极103之间。
正极101包含第1实施方式中的正极材料。
根据以上结构，能够提高电池的充放电效率。
在金属氟氧化物中，一部分氧原子被电化学惰性的氟原子取代。认为通过该取代，电化学稳定性提高，充放电效率提高。
此外，通过使用卤化物固体电解质作为正极材料所含的第1固体电解质，即使固体电解质在正极与固体电解质的接触面被氟化，也不形成电阻层，从而充放电效率提高。
在正极101中，表示正极活性物质粒子104的体积相对于正极活性物质粒子104与第1固体电解质粒子105的合计体积的体积比Vp可以为0.3以上且0.95以下。当体积比Vp小于0.3时，难以充分确保电池的能量密度。另一方面，当体积比Vp超过0.95时，电池可能难以在高输出下工作。
正极101的厚度可以为10μm以上且500μm以下。当正极101的厚度小于10μm时，难以确保足够的电池能量密度。另一方面，当正极101的厚度超过500μm时，可能难以在高输出下工作。
电解质层102包含电解质材料。电解质层102所含的电解质材料的例子是固体电解质材料。即，电解质层102也可以是固体电解质层。
电解质层102所含的固体电解质材料的例子是上述第1固体电解质材料。
根据以上结构，能够更加提高电池的输出密度。
电解质层102所含的固体电解质材料的例子是硫化物固体电解质。
根据以上结构，包含还原稳定性优异的硫化物固体电解质，所以能够使用石墨或金属锂等低电位负极材料，能够提高电池的能量密度。
硫化物固体电解质材料的例子是Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、Li2S-GeS2、Li3.25Ge0.25P0.75S4或Li10GeP2S12。对于硫化物固体电解质，可以添加LiX(X是F、Cl、Br或I)、Li2O、MOq或LipMOq(M是P、Si、Ge、B、Al、Ga、In、Fe或Zn中的任意种，且p和q是各自独立的自然数)。
电解质层102所含的固体电解质材料的其他例子是氧化物固体电解质、高分子固体电解质或络合氢化物固体电解质。
氧化物固体电解质的例子是：
(i)LiTi2(PO4)3或其元素取代体之类的NASICON固体电解质；
(ii)(LaLi)TiO3系钙钛矿固体电解质；
(iii)Li14ZnGe4O16、Li4SiO4、LiGeO4或其元素取代体之类的LISICON固体电解质；
(iv)Li7La3Zr2O12或其元素取代体之类的石榴石固体电解质；或者
(v)Li3N及其H取代体；
(vi)Li3PO4及其N取代体；
(vii)以LiBO2、Li3BO3等Li-B-O化合物为主要成分，且添加了Li2SO4、Li2CO3等添加剂的玻璃；或者
(viii)玻璃陶瓷。
高分子固体电解质的例子是高分子化合物和锂盐的化合物。高分子化合物可以具有环氧乙烷结构。由于具有环氧乙烷结构的高分子固体电解质可以含有许多锂盐，所以能够更加提高离子导电率。锂盐的例子是LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)或LiC(SO2CF3)3。可使用两种以上的锂盐。
络合氢化物固体电解质的例子是LiBH4-LiI或LiBH4-P2S5。
电解质层102可以包含固体电解质材料作为主成分。电解质层102所含的固体电解质材料相对于电解质层102的重量比可以为0.5以上。
根据以上结构，能够更加提高电池的充放电特性。
电解质层102所含的固体电解质材料相对于电解质层102的重量比可以为0.7以上。
根据以上结构，能够更加提高电池的充放电特性。
电解质层102可以还包含不可避免的杂质。电解质层102可包含用于合成固体电解质材料的起始原料。电解质层102可包含合成固体电解质材料时产生的副生成物或分解生成物。
电解质层102所含的固体电解质材料相对于电解质层102的重量比可以实质上为1。所谓“重量比实质上为1”的意思是指不考虑电解质层102中可能包含的不可避免的杂质而算出的重量比为1。即，电解质层102也可以仅由固体电解质材料构成。
根据以上结构，能够更加提高电池的充放电特性。
如上所述，电解质层102可以仅由固体电解质材料构成。
电解质层102可包含两种以上的固体电解质材料。例如，电解质层102可以包含第1固体电解质材料和硫化物固体电解质材料。
电解质层102的厚度可以为1μm以上且300μm以下。当电解质层102的厚度小于1μm时，正极101和负极103可能短路。另一方面，当电解质层102的厚度超过300μm时，可能难以在高输出下工作。
负极103包含具有吸藏和放出金属离子(例如锂离子)的特性的材料。负极103可以包含负极活性物质。
负极活性物质的例子是金属材料、碳材料、氧化物、氮化物、锡化合物或硅化合物。金属材料可以是单质金属。或者，金属材料也可以是合金。金属材料的例子是锂金属或锂合金。碳材料的例子是天然石墨、焦炭、石墨化碳、碳纤维、球状碳、人造石墨或非晶质碳。从容量密度的观点出发，负极活性物质优选为硅、锡、硅化合物或锡化合物。
负极103可以包含固体电解质材料。根据以上结构，负极103内部的锂离子传导性提高，能够在高输出下工作。负极103所含的固体电解质材料可以与电解质层102所含的固体电解质材料相同。
负极活性物质粒子的中位径可以为0.1μm以上且100μm以下。当负极活性物质粒子的中位径小于0.1μm时，负极活性物质粒子和固体电解质材料没有良好地分散在负极中，所以电池的充放电特性可能降低。当负极活性物质粒子的中位径超过100μm时，锂在负极活性物质粒子内扩散的速度可能降低。因此，有时电池难以在高输出下工作。
负极活性物质粒子的中位径可以大于固体电解质材料的中位径。由此，负极活性物质粒子和固体电解质材料能够良好地分散。
在负极103中，表示负极活性物质粒子的体积相对于负极活性物质粒子与固体电解质材料的合计体积的体积比Vn可以为0.3以上且0.95以下。当体积比Vn小于0.3时，难以充分确保电池的能量密度。另一方面，当体积比Vn超过0.95时，电池难以在高输出下工作。
负极103的厚度可以为10μm以上且500μm以下。当负极的厚度小于10μm时，难以充分确保电池的能量密度。另一方面，当负极的厚度超过500μm时，可能难以在高输出下工作。
为了提高粒子的密合性，选自正极101、电解质层102和负极103中的至少一者可以包含粘结剂。粘结剂用于提高电极所含材料的粘结性。
粘结剂材料的例子是聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、芳族聚酰胺树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸己酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸己酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚、聚醚砜、六氟聚丙烯、苯乙烯丁二烯橡胶或羧甲基纤维素。
粘结剂材料的其他例是选自四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚、偏二氟乙烯、氯三氟乙烯、乙烯、丙烯、五氟丙烯、氟甲基乙烯基醚、丙烯酸和己二烯中的两种以上材料的共聚物。
可使用两种以上的粘结剂。
为了提高电子导电性，选自正极101和负极103中的至少一者可以包含导电助剂。导电助剂的例子是：
(i)天然石墨或人造石墨之类的石墨；
(ii)乙炔黑或科琴黑之类的炭黑；
(iii)碳纤维或金属纤维之类的导电性纤维；
(iv)氟化碳；
(v)铝之类的金属粉末；
(vi)氧化锌或钛酸钾之类的导电性晶须类；
(vii)氧化钛之类的导电性金属氧化物；或
(viii)聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩之类的导电性高分子化合物。
碳导电助剂能够谋求低成本化。
第2实施方式中的电池形状的例子是硬币、圆筒、方型、片、钮扣、扁平型或层叠型。
(实施例)
参照以下的实施例和比较例更详细地说明本公开。
(实施例1)
(第1固体电解质材料的制作)
在露点为-60℃以下的氩气手套箱内准备LiCl原料粉和YCl3原料粉的混合物，以具有LiCl：YCl3＝3：2的摩尔比。然后，使用行星型球磨机(飞驰公司制、P-7型)，以600rpm对混合物研磨处理25小时，得到实施例1的第1固体电解质材料Li3YCl6的粉末。
(金属氟氧化物正极活性物质的制作)
在露点为-60℃以下的氩气手套箱内准备LiNiO2原料粉、LiCoO2原料粉、LiMnO2原料粉和LiF原料粉的混合物，以具有LiNiO2：LiCoO2：LiMnO2：LiF＝33.25：33.25：28.5：10的摩尔比。将混合物与直径为5毫米的球一起放入容器中。球是氧化锆制的。容器也是氧化锆制的。容器的容量为45毫升。混合物被密封在氩气手套箱内。混合物以600rpm研磨处理35小时，得到化合物。得到的化合物在空气中在700℃的温度下烧成1小时。这样，得到实施例1的金属氟氧化物正极活性物质Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O1.9F0.1。
(正极材料的制作)
在氩气手套箱内，以70：30的重量比准备实施例1的金属氟氧化物正极活性物质和实施例1的第1固体电解质材料。这些金属氟氧化物正极活性物质和第1固体电解质材料在玛瑙研钵中混合，制成实施例1的正极材料。
(二次电池的制作)
在绝缘性外筒中，依次层叠实施例1的正极材料(10毫克)和实施例1的第1固体电解质材料(80毫克)。接着，对这些正极材料和第1固体电解质材料施加360MPa的压力，制成在固体电解质层的表侧具有正极的层叠体。
接着，在固体电解质层的背侧，依次层叠厚度为200微米的金属In层、厚度为300微米的金属Li层、以及厚度为200微米的金属In层。对这3个金属层施加80MPa的压力，制成具有正极、固体电解质层和负极的层叠体。
不锈钢集电体配置在正极和负极上，进而在集电体设置集电引线。
最后，使用绝缘套圈将绝缘外筒的内部与外部气体气氛隔断并密封。这样，制成实施例1的二次电池。
(实施例2)
(第1固体电解质材料的制作)
在露点为-60℃以下的氩气手套箱内，以按摩尔比计LiBr：YBr3＝3：2的方式准备LiBr原料粉和YBr3原料粉的混合物。然后，使用行星型球磨机(飞驰公司制、P-7型)，以600rpm对混合物研磨处理25小时，由此得到实施例2的第1固体电解质材料Li3YBr6的粉末。
接着，代替实施例1的第1固体电解质材料，将实施例2的第1固体电解质材料用于正极，除此以外，与实施例1的情况同样地制成实施例2的二次电池。
(实施例3)
(第1固体电解质材料的制作)
在露点为-60℃以下的氩气手套箱内，以按摩尔比计LiCl：YCl3：ZrCl4＝2.5：0.5：0.5的方式，准备LiCl原料粉、YCl3原料粉和ZrCl4原料粉的混合物。然后，使用行星型球磨机(飞驰公司制、P-7型)，以600rpm对混合物研磨处理25小时，得到实施例3的第1固体电解质材料Li2.5Y0.5Zr0.5Cl6的粉末。
接着，代替实施例1的第1固体电解质材料，将实施例3的第1固体电解质材料用于正极，除此以外，采用与实施例1同样的方法制成实施例3的二次电池。
(实施例4)
(第1固体电解质材料的制作)
在露点为-60℃以下的氩气手套箱内，以按摩尔比计LiBr：LiCl：LiI：YCl3：YBr3＝1：1：4：1：1的方式，准备LiBr原料粉、LiCl原料粉、LiI原料粉、YCl3原料粉和YBr3原料粉的混合物。然后，使用行星型球磨机(飞驰公司制、P-7型)，以600rpm对混合物研磨处理25小时，得到实施例4的第1固体电解质材料Li3YBr2Cl2I2的粉末。
接着，代替实施例1的第1固体电解质材料，将实施例4的第1固体电解质材料用于正极，除此以外，采用与实施例1同样的方法制成实施例4的二次电池。
(比较例1)
(正极活性物质材料的制作)
在露点为-60℃以下的氩气手套箱内，以按摩尔比计LiNiO2：LiCoO2：LiMnO2＝33.25：33.25：28.5的方式，准备LiNiO2原料粉、LiCoO2原料粉、LiMnO2原料粉和LiF原料粉的混合物。将混合物与直径为5毫米的氧化锆制球一起放入容器中。容器是氧化锆制的。氧化锆制容器的容量为45毫升。混合物被密封在氩气手套箱内。混合物以600rpm研磨处理35小时，得到化合物。得到的化合物在空气中以700℃烧成1小时。这样，得到比较例1的正极活性物质材料Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O2。
(正极材料的制作)
在氩气手套箱内，以70：30的重量比准备比较例1的正极活性物质材料和实施例1的第1固体电解质材料。这些正极活性物质材料和第1固体电解质材料在玛瑙研钵中混合，制成比较例1的正极材料。
接着，代替实施例1的正极材料，将比较例1的正极材料用于正极，除此以外，采用与实施例1同样的方法制成比较例1的二次电池。
(比较例2)
(正极材料的制作)
在氩气手套箱内，以70：30的重量比准备比较例1的正极活性物质材料和实施例2的第1固体电解质材料。这些正极活性物质材料和第1固体电解质材料在玛瑙研钵中混合，制成比较例2的正极材料。
接着，代替实施例1的正极材料，将比较例2的正极材料用于正极，除此以外，采用与实施例1同样的方法制成比较例2的二次电池。
(比较例3)
(正极材料的制作)
在氩气手套箱内，以70：30的重量比准备比较例1的正极活性物质材料和实施例3的第1固体电解质材料。这些正极活性物质材料和第1固体电解质材料在玛瑙研钵中混合，制成比较例3的正极材料。
接着，代替实施例1的正极材料，将比较例3的正极材料用于正极，除此以外，采用与实施例1同样的方法制成比较例3的二次电池。
(比较例4)
(正极材料的制作)
在氩气手套箱内，以70：30的重量比准备比较例1的正极活性物质材料和实施例4的第1固体电解质材料。这些正极活性物质材料和第1固体电解质材料在玛瑙研钵中混合，制成比较例4的正极材料。
接着，代替实施例1的正极材料，将比较例4的正极材料用于正极，除此以外，采用与实施例1同样的方法制成比较例4的二次电池。
(比较例5)
(硫化物固体电解质材料的制作)
在露点为-60℃以下且填充有Ar气体的氩气手套箱内，以按摩尔比计Li2S：P2S5＝75：25的方式，准备Li2S原料粉和P2S5原料粉的混合物。混合物在研钵中粉碎。然后，混合物使用行星型球磨机(飞驰公司制、P-7型)，以510rpm研磨处理10小时，得到玻璃状固体电解质材料。玻璃状固体电解质材料在惰性气氛中以270℃热处理2小时。由此，得到硫化物固体电解质材料Li2S-P2S5。
(正极材料的制作)
在氩气手套箱内，以70：30的重量比准备比较例1的正极活性物质材料和比较例5的硫化物固体电解质材料。这些正极活性物质材料和硫化物固体电解质材料在玛瑙研钵中混合，制成比较例5的正极材料。
接着，代替实施例1的正极材料，将比较例5的正极材料用于正极，除此以外，采用与实施例1同样的方法制成比较例5的二次电池。
(比较例6)
[正极材料的制作]
在氩气手套箱内，以70：30的重量比准备实施例1的金属氟氧化物正极活性物质和比较例5的硫化物固体电解质材料。将这些金属氟氧化物正极活性物质和硫化物固体电解质材料在玛瑙研钵中混合，制成比较例6的正极材料。
接着，代替实施例1的正极材料，将比较例6的正极材料用于正极，除此以外，采用与实施例1同样的方法制成比较例6的二次电池。
(充放电试验)
实施例1～4和比较例1～6的电池供于以下的充放电试验。
电池被配置于维持在25℃的恒温槽内部。
在70微安的恒流下对电池充电。在相对于Li的电位达到4.9V的时间点结束充电。
接着，以70微安的电流值对电池放电。在相对于Li的电位达到2.5V的时间点结束放电。
基于充电和放电的结果，算出实施例1～4和比较例1～6的电池的初次充放电效率(＝初次放电容量/初次充电容量)。以下的表1表示计算结果。
表1
正极活性物质 固体电解质 充放电效率％
实施例1 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O1.9F0.1 Li3YCl6 75.4
实施例2 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O1.9F0.1 Li3YBr6 78.7
实施例3 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O1.9F0.1 Li2.5Y0.5Zr0.5Cl6 80.1
实施例4 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O1.9F0.1 Li3YBr2Cl2I2 81.6
比较例1 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O2 Li3YCl6 61.7
比较例2 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O2 Li3YBr6 69.3
比较例3 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O2 Li2.5Y0.5Zr0.5Cl6 64.2
比较例4 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O2 Li3YBr2Cl2I2 0.0
比较例5 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O2 Li2S-P2S5 59.8
比较例6 Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O1.9F0.1 Li2S-P2S5 53.8
(考察)
图2是表示实施例1和比较例1的全固体二次电池的初始充放电特性的坐标图。
从图2和表1所示的实施例1和比较例1的结果确认出，作为正极活性物质和固体电解质分别将金属氟氧化物和卤化物用于正极，由此充放电效率提高。
从表1所示的实施例1～4和比较例1～4的结果确认出，Li3YCl6以外的卤化物固体电解质也具有同样的效果。
将比较例6与比较例5进行比较则明确可知，当作为正极活性物质和固体电解质分别使用金属氟氧化物和硫化物固体电解质时(参照比较例6)，与作为正极活性物质和固体电解质分别使用金属氧化物和硫化物固体电解质时(参照比较例5)相比，充放电效率降低。其理由是因为硫化物固体电解质与金属氟氧化物所含的氟原子反应，形成了电阻层。
产业上的可利用性
本公开的电池可以用作例如全固体锂二次电池。
附图标记说明
1000 电池
101 正极
102 电解质层
103 负极
104 正极活性物质粒子
105 第1固体电解质粒子

Claims (5)

1.一种正极材料，包含正极活性物质和第1固体电解质材料，
其中，所述第1固体电解质材料由下述组成式(1)表示，并且不含硫，
LiαMβXγ式(1)
M是选自除Li以外的金属元素和准金属元素中的至少一种且包含钇，
X是选自Cl、Br和I中的至少一种，
α、β和γ分别独立地为大于0的值，并且
所述正极活性物质包含由下述组成式(2)表示的金属氟氧化物，
LipMeqOmFn式(2)
其中，
Me是选自Mn、Co、Ni、Fe、Al、Cu、V、Nb、Mo、Ti、Cr、Zr、Zn、Na、K、Ca、Mg、Pt、Au、Ag、Ru、W、B、Si和P中的至少一种，
并且，满足下述条件：
0.5≤p≤1.5、
0.5≤q≤1.0、
1≤m<2、和
0<n≤1。
2.根据权利要求1所述的正极材料，
所述第1固体电解质材料是选自Li3YCl6、Li3YBr6、Li2.5Y0.5Zr0.5Cl6和Li3YBr2Cl2I2中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的正极材料，
所述金属氟氧化物具有Li1.05(Ni0.35Co0.35Mn0.3)0.95O1.9F0.1的组成。
4.一种电池，具备：
包含权利要求1～3中任一项所述的正极材料的正极、
负极、和
设在所述正极与所述负极之间的电解质层。
5.根据权利要求4所述的电池，
所述电解质层包含所述第1固体电解质材料。
CN201880085802.3A 2018-01-26 2018-12-12 正极材料和使用该正极材料的电池 Active CN111566853B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018011530 2018-01-26
JP2018-011530 2018-01-26
PCT/JP2018/045588 WO2019146296A1 (ja) 2018-01-26 2018-12-12 正極材料およびそれを用いた電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111566853A CN111566853A (zh) 2020-08-21
CN111566853B true CN111566853B (zh) 2024-04-19

Family

ID=67394604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880085802.3A Active CN111566853B (zh) 2018-01-26 2018-12-12 正极材料和使用该正极材料的电池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11637287B2 (zh)
EP (1) EP3745503A4 (zh)
JP (1) JP7217433B2 (zh)
CN (1) CN111566853B (zh)
WO (1) WO2019146296A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019146217A1 (ja) 2018-01-26 2019-08-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池
CN111557057B (zh) 2018-01-26 2024-04-19 松下知识产权经营株式会社 正极材料和使用它的电池
WO2020110480A1 (ja) 2018-11-29 2020-06-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 負極材料、電池、および電池の製造方法
EP3890063A4 (en) 2018-11-29 2022-01-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. NEGATIVE ELECTRODE MATERIAL AND BATTERY
KR102595966B1 (ko) 2020-04-14 2023-11-01 세인트-고바인 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인크. 이온 전도성 재료, 이온 전도성 재료를 포함하는 전해질 및 형성 방법
KR102468903B1 (ko) 2020-04-14 2022-11-22 세인트-고바인 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인크. 전해질 재료 및 형성 방법
CN111509222A (zh) * 2020-04-15 2020-08-07 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 一种卤化物固态电解质材料及其制备方法和应用
KR20230079480A (ko) 2020-04-23 2023-06-07 세인트-고바인 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인크. 이온 전도층 및 형성 방법
KR20220156941A (ko) 2020-04-23 2022-11-28 세인트-고바인 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인크. 이온 전도층 및 형성 방법
CN111900462A (zh) * 2020-07-17 2020-11-06 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 一种固体电解质材料及其制备方法和固态锂电池
EP4104236A4 (en) 2020-08-07 2023-08-02 Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc. ELECTROLYTE MATERIAL AND METHOD OF MANUFACTURE
KR20240023206A (ko) 2021-05-17 2024-02-20 세인트-고바인 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인크. 전해질 물질 및 형성 방법
CN113889662B (zh) * 2021-09-29 2022-11-29 蜂巢能源科技有限公司 一种卤化物固态电解质材料及其制备方法和应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08171938A (ja) * 1994-12-15 1996-07-02 Mitsubishi Cable Ind Ltd Ｌｉ二次電池及びその正極
JP2001052733A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 全固体リチウム二次電池
JP2003229142A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Toyota Motor Corp オキシフッ化物、固体電解質及び燃料電池
JP2006244734A (ja) * 2005-02-28 2006-09-14 National Univ Corp Shizuoka Univ 全固体型リチウム二次電池
JP2008060033A (ja) * 2006-09-04 2008-03-13 Sony Corp 正極活物質、これを用いた正極および非水電解質二次電池、並びに正極活物質の製造方法
JP2009064707A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Panasonic Corp 非水電解液二次電池用活物質及びそれを用いた電池
KR20090078128A (ko) * 2008-01-14 2009-07-17 한양대학교 산학협력단 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법, 및 이를포함하는 리튬 이차 전지
WO2017047015A1 (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池
CN111279431A (zh) * 2018-01-05 2020-06-12 松下知识产权经营株式会社 固体电解质材料和电池

Family Cites Families (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0055135B1 (en) 1980-12-24 1985-06-19 Union Carbide Corporation Composition for use as solid state electrolyte and solid state cell employing same
US4352869A (en) 1980-12-24 1982-10-05 Union Carbide Corporation Solid state electrolytes
US5714279A (en) 1989-10-24 1998-02-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Non-aqueous lithium cells
JP3151925B2 (ja) 1992-05-07 2001-04-03 松下電器産業株式会社 非晶質リチウムイオン伝導性固体電解質並びにその合成法
US5506073A (en) 1992-06-22 1996-04-09 Arizona State University (Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Acting On Behalf Of Arizona State University) Lithium ion conducting electrolytes
JPH09293516A (ja) 1996-04-25 1997-11-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 全固体リチウム電池
JPH11238528A (ja) 1998-02-20 1999-08-31 Ngk Insulators Ltd リチウム二次電池
JP4578684B2 (ja) 1998-11-10 2010-11-10 パナソニック株式会社 リチウム二次電池
KR100513726B1 (ko) 2003-01-30 2005-09-08 삼성전자주식회사 고체 전해질, 이를 채용한 전지 및 그 고체 전해질의 제조방법
JP5076134B2 (ja) 2004-06-08 2012-11-21 国立大学法人東京工業大学 リチウム電池素子
JP4945182B2 (ja) 2006-07-13 2012-06-06 シャープ株式会社 リチウム二次電池及びその製造方法
JP2008234988A (ja) 2007-03-20 2008-10-02 Sony Corp 負極およびその製造方法、ならびに電池およびその製造方法
JP5448038B2 (ja) 2009-02-27 2014-03-19 公立大学法人大阪府立大学 硫化物固体電解質材料
JP2011065982A (ja) 2009-08-18 2011-03-31 Seiko Epson Corp リチウム電池用電極体及びリチウム電池
JP5141675B2 (ja) 2009-12-16 2013-02-13 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料の製造方法、硫化物固体電解質材料およびリチウム電池
JP5510084B2 (ja) 2010-06-03 2014-06-04 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池、電動工具、電気自動車および電力貯蔵システム
JP5594364B2 (ja) 2010-06-29 2014-09-24 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料の製造方法、リチウム固体電池の製造方法
EP2669974A4 (en) 2011-01-27 2016-03-02 Idemitsu Kosan Co COMPOSITE MATERIAL OF ALKALI METAL SULFIDE AND CONDUCTIVE AGENT
JP5721540B2 (ja) 2011-05-30 2015-05-20 株式会社オハラ リチウムイオン伝導性無機物質
JP2013073791A (ja) 2011-09-28 2013-04-22 Panasonic Corp 非水電解質二次電池
WO2014010043A1 (ja) 2012-07-11 2014-01-16 トヨタ自動車株式会社 全固体電池及びその製造方法
FR3004467B1 (fr) 2013-04-12 2016-05-27 Saint-Gobain Cristaux Et Detecteurs Fabrication d'une elpasolite stoechiometrique
FR3005207B1 (fr) 2013-04-24 2016-06-24 Batscap Sa Electrode positive pour batterie lithium
JP6003831B2 (ja) 2013-06-28 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料、硫化物ガラス、リチウム固体電池、および、硫化物固体電解質材料の製造方法
JPWO2015011937A1 (ja) 2013-07-25 2017-03-02 三井金属鉱業株式会社 リチウムイオン電池用硫化物系固体電解質
JP2015032529A (ja) 2013-08-06 2015-02-16 トヨタ自動車株式会社 硫化物系固体電解質
CA2922382C (en) 2013-09-02 2022-04-05 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Solid-state battery in which lithium ions are responsible for electrical conduction
JP6187069B2 (ja) 2013-09-13 2017-08-30 富士通株式会社 リチウム電池
JP6370796B2 (ja) 2013-10-04 2018-08-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 非晶質性の（リチウム）ニオブ硫化物又は（リチウム）チタンニオブ硫化物
JP6202192B2 (ja) 2014-03-11 2017-09-27 富士通株式会社 複合固体電解質、及び全固体電池
CN104953175A (zh) 2014-03-28 2015-09-30 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池固体电解质及其制备方法和锂离子电池
US9561969B2 (en) * 2014-04-18 2017-02-07 University Of Tennessee Research Foundation Intrinsic complex halide elpasolite scintillators and methods of making and using same
JP5873533B2 (ja) 2014-07-16 2016-03-01 三井金属鉱業株式会社 リチウムイオン電池用硫化物系固体電解質
US9608288B2 (en) 2014-07-17 2017-03-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Positive electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery including the same
JPWO2016075921A1 (ja) 2014-11-10 2017-08-17 ソニー株式会社 ガラスセラミックス、リチウムイオン導電体、電池、電子機器および電極の製造方法
JP6222134B2 (ja) 2015-02-25 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料、電池および硫化物固体電解質材料の製造方法
US10218032B2 (en) 2015-03-10 2019-02-26 Tdk Corporation Li-ion conductive oxide ceramic material including garnet-type or similar crystal structure
JP6672848B2 (ja) 2015-03-10 2020-03-25 Tdk株式会社 ガーネット型又はガーネット型類似の結晶構造を有するリチウムイオン伝導性酸化物セラミックス材料
US10446872B2 (en) 2015-08-04 2019-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte and lithium battery including the same
JP2017059342A (ja) 2015-09-15 2017-03-23 トヨタ自動車株式会社 全固体電池の製造方法
JP2017091953A (ja) 2015-11-16 2017-05-25 旭化成株式会社 リチウムイオン伝導体及びこれを用いたリチウムイオン電池
JP2017091955A (ja) 2015-11-16 2017-05-25 旭化成株式会社 リチウムイオン伝導体及びこれを用いたリチウムイオン電池
CN105254184A (zh) 2015-11-27 2016-01-20 宁波大学 一种稀土离子掺杂的Li3YCl6微晶玻璃及其制备方法
JP2017111954A (ja) 2015-12-16 2017-06-22 セイコーエプソン株式会社 金属酸化物成膜用組成物、正極複合体、正極複合体の製造方法、電池、および電池の製造方法
US10879558B2 (en) 2015-12-22 2020-12-29 Toyota Motor Europe Materials for solid electrolyte
US11245131B2 (en) 2015-12-25 2022-02-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte and lithium battery including the same
JP6881892B2 (ja) 2015-12-25 2021-06-02 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 固体電解質、全固体電池及び固体電解質の製造方法
JP6748344B2 (ja) 2016-02-26 2020-09-02 富士通株式会社 全固体電池
CN109074893A (zh) 2016-03-08 2018-12-21 株式会社村田制作所 固体电解质、全固体电池、固体电解质的制造方法及全固体电池的制造方法
JP6658127B2 (ja) 2016-03-10 2020-03-04 セイコーエプソン株式会社 固体電解質、固体電解質の製造方法およびリチウムイオン電池
WO2017176936A1 (en) 2016-04-05 2017-10-12 Massachusetts Institute Of Technology Lithium metal electrodes and batteries thereof
CN105680048B (zh) 2016-04-05 2019-05-17 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种包含氮掺杂石墨烯的正极、其制备方法及采用该正极的锂电池
CN107305965B (zh) 2016-04-25 2022-03-29 松下知识产权经营株式会社 电池和电池制造方法
JP2017224474A (ja) 2016-06-15 2017-12-21 出光興産株式会社 正極合材
JP6934626B2 (ja) 2016-08-04 2021-09-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体電解質材料、および、電池
CN108258358B (zh) 2016-12-28 2022-11-11 松下知识产权经营株式会社 电池
WO2019135328A1 (ja) 2018-01-05 2019-07-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体電解質材料、および、電池
EP3736825A4 (en) 2018-01-05 2021-03-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. SOLID ELECTROLYTE AND BATTERY
CN111492443B (zh) 2018-01-05 2022-04-29 松下知识产权经营株式会社 固体电解质材料和电池
CN111279432B (zh) 2018-01-05 2022-09-09 松下知识产权经营株式会社 固体电解质材料和电池
CN111344811B (zh) 2018-01-05 2022-05-10 松下知识产权经营株式会社 固体电解质材料及电池
EP3736891A4 (en) 2018-01-05 2021-03-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. POSITIVE ELECTRODE MATERIAL AND BATTERY
JPWO2019135316A1 (ja) 2018-01-05 2021-01-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体電解質材料、および、電池
JP7316571B2 (ja) 2018-01-05 2023-07-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体電解質材料、および、電池
EP3736829A4 (en) 2018-01-05 2021-03-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. SOLID ELECTROLYTE MATERIAL AND BATTERY
EP3736899A4 (en) 2018-01-05 2021-03-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. BATTERY
CN111295720B (zh) 2018-01-05 2022-05-10 松下知识产权经营株式会社 固体电解质材料及电池
EP3736820A4 (en) 2018-01-05 2021-03-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. SOLID ELECTROLYTE MATERIAL, AND BATTERY
WO2019146217A1 (ja) 2018-01-26 2019-08-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池
JPWO2019146218A1 (ja) 2018-01-26 2021-01-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体電解質材料、および、電池
JP7182196B2 (ja) 2018-01-26 2022-12-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池
EP3745422A4 (en) 2018-01-26 2021-03-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. SOLID ELECTROLYTE AND BATTERY
CN111557057B (zh) 2018-01-26 2024-04-19 松下知识产权经营株式会社 正极材料和使用它的电池
CN112204675B (zh) 2018-10-01 2022-10-14 松下知识产权经营株式会社 卤化物固体电解质材料和使用该材料的电池
WO2020110480A1 (ja) 2018-11-29 2020-06-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 負極材料、電池、および電池の製造方法
EP3890063A4 (en) 2018-11-29 2022-01-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. NEGATIVE ELECTRODE MATERIAL AND BATTERY

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08171938A (ja) * 1994-12-15 1996-07-02 Mitsubishi Cable Ind Ltd Ｌｉ二次電池及びその正極
JP2001052733A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 全固体リチウム二次電池
JP2003229142A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Toyota Motor Corp オキシフッ化物、固体電解質及び燃料電池
JP2006244734A (ja) * 2005-02-28 2006-09-14 National Univ Corp Shizuoka Univ 全固体型リチウム二次電池
JP2008060033A (ja) * 2006-09-04 2008-03-13 Sony Corp 正極活物質、これを用いた正極および非水電解質二次電池、並びに正極活物質の製造方法
JP2009064707A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Panasonic Corp 非水電解液二次電池用活物質及びそれを用いた電池
KR20090078128A (ko) * 2008-01-14 2009-07-17 한양대학교 산학협력단 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법, 및 이를포함하는 리튬 이차 전지
WO2017047015A1 (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池
CN111279431A (zh) * 2018-01-05 2020-06-12 松下知识产权经营株式会社 固体电解质材料和电池

Also Published As

Publication number Publication date
US20200350621A1 (en) 2020-11-05
US11637287B2 (en) 2023-04-25
EP3745503A4 (en) 2021-03-10
JPWO2019146296A1 (ja) 2021-01-07
CN111566853A (zh) 2020-08-21
WO2019146296A1 (ja) 2019-08-01
JP7217433B2 (ja) 2023-02-03
EP3745503A1 (en) 2020-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111566853B (zh) 正极材料和使用该正极材料的电池
CN111566865B (zh) 电池
CN111566851B (zh) 正极材料和电池
CN111566848B (zh) 负极材料和使用它的电池
CN111201643B (zh) 电极材料和电池
CN111557057B (zh) 正极材料和使用它的电池
CN111566864B (zh) 电池
WO2019135322A1 (ja) 正極材料、および、電池
JP7486092B2 (ja) 正極材料、および、電池
CN112368863A (zh) 负极材料、电池以及电池的制造方法
CN115699366A (zh) 正极活性物质、正极材料、电池和正极活性物质的制造方法
US20240136571A1 (en) Positive electrode material and battery
CN117501475A (zh) 正极材料和电池
CN117063318A (zh) 电池
CN118140320A (zh) 正极材料及电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant