JP2018529195A - 再充電可能バッテリー用のNi系Li遷移金属酸化物カソードを調製するための前駆体及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態2:結晶性前駆体化合物は、<0.3重量%、又は更には<0.2重量%のLi2CO3含有量を有する。
実施形態3:結晶性前駆体化合物において、0.40≦z≦0.55であり、0.10≦a≦0.25である。
実施形態4:一般式Li1−a[Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2]1+aO2を有し、0.10≦a≦0.20であり、55≦L≦65である、結晶性前駆体化合物。
実施形態5:一般式Li1−a[Ni0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15]1+aO2を有し、0.15≦a≦0.25であり、45≦L≦55である、結晶性前駆体化合物。
上述の各個々の製品実施形態は、その前に記載された製品実施形態のうちの1つ以上と組み合わせることができる。
実施形態6:一般式Li1+a’M1−a’O2を有し、ここでM=(Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAkであり、式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.25≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.01≦a’≦0.10である、正極物質を調製するための方法であって、
金属硫酸塩と塩基との共沈から調製されるM系前駆体を用意する工程と、
M系前駆体をLi2CO3と混合し、これにより第1の混合物を得る工程であって、これにより、第1の混合物中のLi対遷移金属の比が0.50〜0.96である、混合する工程と、
第1の混合物を、860〜930℃の温度で、8〜36時間、酸化雰囲気中で焼結し、これによりリチウム欠乏前駆体粉末を得る工程と、
リチウム欠乏前駆体粉末を、LiOH及びLiOH・H2Oのうちのいずれか1つと混合し、これにより第2の混合物を得る工程と、
第2の混合物を、800〜1000℃の温度で、6〜36時間、酸化雰囲気中で焼結する工程と、を含む方法。ドーパントAは、Al、Ti、Mg、B、Ca、Mn、Cr、V、Fe、Zr、S、F、P及びBiからなる元素の群から選択されてもよい。
実施形態7:リチウム欠乏前駆体粉末が、本発明の第1の態様によるものであり得る、方法。
実施形態8:本方法において、第1の混合物におけるLi対遷移金属の比は、0.65〜0.82である。
実施形態9:本方法において、0.40≦z≦0.55であり、第1の混合物におけるLi対遷移金属の比は、((2−z)/1.88)±0.05である。
実施形態10:本方法において、第1の混合物は、880〜920℃の温度で焼結される。
実施形態11:本方法において、第2の混合物は、820〜860℃の温度で8〜12時間の時間で焼結される。
上述の各個々の方法実施形態は、その前に記載された方法実施形態のうちの1つ以上と組み合わせることができる。
実施形態12:結晶性前駆体化合物を、800〜1000℃の温度Tで6〜36時間の時間tで酸化雰囲気中で焼結することによって調製された、一般式Li1+a’((Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAk)1−a’O2(式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.25≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.01≦a’≦0.10である)を有する正極物質。
実施形態13:2つの連続するリチウム化反応によって調製された、一般式Li1+a’((Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAk)1−a’O2(式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.25≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.01≦a’≦0.10である)を有する正極物質であって、第1のリチウム化反応が、前に記載された前駆体化合物をもたらす、正極物質。
実施形態14:2つの連続するリチウム化反応によって調製された、一般式Li1+a’((Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAk)1−a’O2(式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.25≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.01≦a’≦0.10である)を有する正極物質であって、第1のリチウム化反応が、正極物質に比べてリチウムが欠乏している中間体化合物をもたらす、正極物質。
実施形態15:<0.3重量%のLi2CO3含有量を有する、実施形態12に記載の正極物質。
実施形態16:<0.15重量%のLi2CO3含有量を有する、実施形態12に記載の正極物質。
以下の説明は、直接焼結を通してのNMC粉末の標準製造手順を提供し、直接焼結は、Li2CO3と、通常は混合金属水酸化物M(OH)2又はオキシ水酸化物MOOH(M=Ni、MN及びCo)であるが、これらの水酸化物に限定されない混合遷移金属源との間の固体状態反応である。典型的な構成では、直接焼結法は、以下の工程を含む:
1)前駆体の混合物を配合する工程であって、炭酸リチウムと混合ニッケル−マンガン−コバルトオキシ水酸化物MOOH(式中、Mは最終製品の「目標の」遷移金属組成を有する)とは、乾燥粉末混合プロセスによって、Henschel Mixer(登録商標)内で30分間均質に配合される。
2)配合物をトレイ内で焼結する工程であって、粉末混合物がトレイに充填され、このトレイの充填重量は、2kg未満であり、チャンバー炉内で乾燥空気雰囲気下で、900℃で10時間焼結される。乾燥空気は、20L/時の流速で、装置に連続的に送り込まれる。
3)後処理工程であって、焼結後に、焼結されたケークが粉砕され、非凝集NMC粉末を得るために分類及びふるい分けされる。
本発明による二重焼成法によって生成された最終NMC物質は、コイン電池において小規模で電気化学的に試験される。詳細は以下の通りである:セパレータ(Celgardより)を、正極と、負極としてのリチウム金属片との間に配置し、EC/DMC(1:2)中の1MのLiPF6の電解質をセパレータと電極との間に滴下することによって、半電池(コイン電池)が組み立てられる。本発明での全ての電池試験は、表1に示した同じ手順に従う。Cレートは、160mAh/gと定義される。例えば、0.1Cは、電池が10時間で充電又は放電することになることを意味する。「E−電流」及び「V」は、それぞれ末端電流及びカットオフ電圧を表す。第1のサイクルにおいて、DQ0.1C(0.1Cのレートにおける第1のサイクルの放電容量)及びIRRQ(不可逆容量)が決定される。レート性能は、その後の5つのサイクルから算出され得る。サイクル安定性の性能は、サイクル#7〜#35で得られる。0.1Cにおける容量フェージングは、「Qfade0.1C(%/100)」によって表される。サイクル#7及び#34の放電容量をそれぞれ指すDQ7及びDQ34を用いて、「Qfade0.1C(%/100)」は、以下の式:(1−(DQ34/DQ7))/27*100*100により得ることができる。これは、「Qfade1C(%/100)」と記述される1Cにおける容量フェージングと同様である。サイクル#8及び#35の放電容量をそれぞれ指すDQ8及びDQ35を用いて、「Qfade1C(%/100)」は、以下の式:(1−(DQ35/DQ8))/27*100*100により得ることができる。
本発明による二重焼成法によって生成された最終NMC物質は、コイン電池において小規模で電気化学的に充電された後に、X線回折によりエクスサイチュで試験される。コイン電池は、上述の通りに作製される。作製した電池を、0.1Cのレートで12.5%のSOC(充電状態)電気化学的に充電し、この1Cは、160mAh/gが1時間以内に充電されたことを意味する。次いでコイン電池を分解して、カソード電極をX線回折により試験した。
可溶性塩基含有量は、米国特許第7,648,693号で説明されるように、表面と水の間の反応生成物の分析によって定量的に測定され得る材料表面特性である。粉末が水に浸されると、表面反応が起こる。反応中、水のpHは(塩基性化合物が溶出するにつれて)増加し、塩基はpH滴定によって定量される。滴定の結果は、「可溶性塩基含有量」(SBC)である。可溶性塩基の含有量は以下の通りに測定され得る:2.5gの粉末を、100mLの脱イオン水中に浸し、密閉ガラスフラスコ内で10分間撹拌する。撹拌して塩基を溶解した後に、水中の粉末の懸濁液を濾過して、透明な溶液を得る。次いで、90mLの透明溶液は、撹拌しながらpHが3に達するまで、0.5ml/分の速度で0.1M HClの添加中にpHプロファイルを記録することによって滴定される。参照電圧プロファイルは、DI水中に低濃度で溶出したLiOH及びLi2CO3の適切な混合物を滴定することによって得られる。ほとんど全ての場合において、2つの異なるプラトーが観察される。pH8〜9の間の終点γ1(mL)を有する上部プラトーはOH−/H2O、続いてCO3 2−/HCO3 −であり、pH4〜6の間の終点γ2(mL)を有する下部プラトーはHCO3−/H2CO3である。第1プラトーと第2プラトーの間の変曲点γ1並びに第2プラトーの後の変曲点γ2は、pHプロファイルの微分係数dpH/dVolの対応する最小値から得られる。第2の変曲点は一般にpH4.7に近い。次いで、結果は、LiOH及びLi2CO3の重量パーセントで表される。
Li2CO3の重量%=73.8909/1000×(γ2−γ1);LiOHの重量%=23.9483/1000×(2×γ1−γ2)。
本発明は、リチウム欠乏焼結前駆体の結晶特性が、最終NMC生成物における可溶性塩基含有量と、更にはこれらのNMC物質系コイン電池のサイクル安定性に相関していることを観察している。本発明によるリチウム欠乏焼結前駆体の結晶化度が、あまりに高いか、又はあまりに低いかのいずれかであるとき、可溶性塩基含有量が最終製品において高くなるか、可逆電気化学的容量が不十分になるか又はサイクル性能が不良であるかのいずれかとなる。この発明では、NMC物質の結晶化度は、X線回折パターンから結晶子サイズ及び格子歪みを決定することによって評価される。完全結晶化度から誘導される結晶子サイズは、回折ピークのブロード化をもたらす。これは歪みの場合も同じであり、歪みは、Δd/dによって表される、単位セルの、その長さによって割られた変形として定義される。不均一な格子歪みは、原子の全体的なシフトを引き起こし、ピークのブロード化をもたらし得る。したがって、個々の回折ピークの幅の分析を通して、結晶子サイズ及び格子歪みを得ることができる。
βcosθ=Cεsinθ+Kλ/L
式中βは、ピークの積分幅を表し、εは格子歪みであり、Lは、結晶子サイズであり、λは放射波長であり、C及びKは、多くの場合それぞれ4及び0.9となる定数である。積分幅(β)とcosθとの積をsinθの関数として見ることによって、格子歪み及び結晶子サイズは、それぞれ、この式に適合する線の勾配及び切片から推定することができる。積分幅(β)は、選択された回折ピークの同じ高さ(最大強度)及び面積(積分強度)を有する長方形の幅である。この面積は、台形法則によって近似的に積分されることができ、高さは、回折パターンの生データから容易に得ることができるために、このウィリアムソン−ホール(W−H)法によって、各回折ピークの積分幅を推定し、結晶子サイズ及び格子歪みを更に決定することは実行可能である。
R=4/3 (1.6−x)2/x2
カチオン混合の程度(1−x)は、Rに相当し、この式によるR値から決定することができる。
式Li(1+x)M(1−x)O2を有し、Li:M=1.05:0.95及びM=Ni1/3Mn1/3Co1/3である、NMC粉末を、上述した「直接焼結法を通してのNMCの製造手順」に従って調製する。この試料を、NMC P1.1とラベルを付けた。また、式Li(1+x)M(1−x)O2を有し、Li:M=1.01:0.99及びM=Ni0.25(Ni1/2Mn1/2)0.54Co0.2である、NMC粉末を、同じ手順を使用して調製し、NMC P1.2とラベルを付けた。最後に、式Li(1+x)M(1−x)O2を有し、Li:M=1.01:0.99及びM=Ni0.45(N1/2Mn1/2)0.44Co0.11O2である、NMC粉末を、同じ手順を使用して調製し、NMC P1.3とラベルを付けた。焼結中に、焼結装置を出るガス流中のCO2圧の割合を測定する。
MOOH+Li2CO3←→LiMO2+CO2↑+1/2 H2O↑
この実施例は、小規模において直接焼結法を使用して調製された3つのNMC物質を提示する。式LiNi0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2O2を有するNMC622粉末を、以下の通りに調製する:Li2CO3及びMOOH(式中、M=Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2である)の混合物100gを、乾燥粉末混合プロセスによって、縦型単軸ミキサー内で均質に配合する。配合粉末10gを、るつぼに充填し、箱形炉内で空気雰囲気下において700℃で48時間焼結する。少量の試料及び長い焼成時間は、最終製品が、所定の温度及び気体の圧力についての熱力学的平衡に近づくことを保証する。焼結後に、粉末を粉砕し、pH滴定試験ができる状態にする。上記で生成された試料をNMC P2.1とラベル付けする。2番目に、式LiNi0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15O2を有するNMC粉末及びLiNi0.7(Ni1/2Mn1/2)0.2Co0.1O2を有するMMC811も、適合したMOOH組成で、上記と同様な工程を通して調製する。式LiNi0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15O2を有する生成された試料を、NMC P2.2と名付け、一方式LiNi0.7(Ni1/2Mn1/2)0.2Co0.1O2を有する試料を、NMC P2.3とラベル付けする。
式Li1.03[Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2]0.97O2を有するNMC粉末を、880℃の焼結温度及び2kgのトレイ搭載量で、上述した「直接焼結法を通してのNMCの製造手順」に従って調製する。このNMC622試料を、NMC P3.1と名付ける。表2は、NMC P3.1のpH滴定及びコイン電池の結果をまとめている。
式Li1.05M0.95O2を有し、M=Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2である、NMC粉末を、以下の工程を通して、リチウム欠乏焼結前駆体から、大規模で製造する(トレイあたり>3kg)。
1)第1の配合:Li0.85(Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2)1.15O2の組成を有するリチウム欠乏前駆体を得るために、5.5kgの炭酸リチウム及び混合ニッケル−マンガン−コバルトオキシ水酸化物を、Henschel Mixer(登録商標)内で、適当な割合で、30分間均質に配合する。組成は、標準ICP試験によって確認することができる。
2)第1の焼結:第1の配合工程からの混合物5kgを、試験規模の装置において、乾燥空気下で、900℃で10時間焼結する。乾燥空気は、40L/分の流量で、焼結装置に連続的に送り込まれる。焼結後に、焼結ケークを粉砕し、第2の配合工程のために準備ができた状態にする。この工程から得られた生成物は、リチウム欠乏焼結前駆体である。この中間体生成物の組成は、標準ICP試験によって確認される。
3)第2の配合:リチウム欠乏焼結前駆体を、20モル%のLiOHと配合して、中間体生成物中のLi化学量論をLi1.05(Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2)0.95O2の最終の目標組成に修正する。配合は、Henschel Mixer(登録商標)で30分間行われる。
4)第2の焼結:工程3)からの混合物を、試験規模の装置において、乾燥空気下で、850℃で10時間焼結する。乾燥空気は、40L/分の流量で、焼結装置に連続的に送り込まれる。
5)後処理工程:焼結後に、焼結されたケークが粉砕され、非凝集粉末を得るために分類及びふるい分けされる。
上記の調製されたリチウム欠乏焼結前駆体をNMC E1pとラベル付けし、最終NMC試料をNMC E1とラベル付けした。
式Li1.05M0.95O2を有し、M=Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2である、NMC粉末を、リチウム欠乏焼結前駆体が不十分な結晶化度を有する(これが820℃のより低い第1の焼結温度で調製されるため)以外は、実施例1の工程に従って、大規模で製造する。このNMC試料は、NMC C1とラベル付けし、リチウム欠乏焼結前駆体をNMC C1pとラベル付けする。
式Li1.05M0.95O2を有し、M=Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2である、NMC粉末を、リチウム欠乏焼結前駆体が増加した結晶子サイズを有する(これが950℃の高い第1の焼結温度で調製されるため)以外は、実施例1の工程に従って、大規模で製造する。上記で調製されたNMC試料は、NMC C2とラベル付けし、リチウム欠乏焼結前駆体をNMC C2pとラベル付けする。
図3は、NMC C1p、NMC C2p、及びNMC E1pのX線回折パターンを示し、ここで中間体とは、第1の焼結後(工程2の後)に得られたLi欠乏NMC粉末を意味する。XRDパターンは、明白な不純物を含まない単相NMC粉末を開示している。図面において、(003)及び(104)の回折ピークが表示されている。これらの2つのピークは、結晶子サイズ及び格子歪みをW−H法を用いて算出するために選択されている。
この実施例は、充電/放電中に得られるリチウム欠乏NMC 622物質が、カチオン混合をほとんど有さず、本発明のリチウム欠乏焼結前駆体よりも少なくとも非常に少ないことを立証する。式Li1.05M0.95O2を有し、M=Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2である、NMC622粉末を、実施例1の手順に従って調製する。「試験条件の説明:エクスサイチュコイン電池試験」に従って、この試料を、M=Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2でLi0.875MO2の組成に対して充電され、この試料をNMC P4とラベル付けする。図6は、NMC E1p及びNMC P4のXRDパターンを示す。ブラッグピーク(103)、(101)、(104)及び二重項ピーク(006、102)が表示されている。これらのピークの強度に基づいて、表5は、NMC E1p及びNMC P4試料のI003/I104の比及びR因子をまとめている。これらの2つの試料のXRDパターンもまた、リートベルト精密化法(Rietveld refinement)を通して分析され、Li部位上のNiの割合、セル体積及びRbraggなどの結果を表5にまとめる。Rbraggは、精密化の信頼性を表す。小さいRbraggは、良好な適合性能を意味する。試料E1p及びP4のRbraggは、それぞれ2.133及び3.235であり、この値は、これらの2つの試料に関する精密化が信頼できることを確証するのに十分に小さいものである。
M=Ni0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15で式Li1.06M0.94O2を有するNMC粉末を、リチウム対金属の比及び焼結温度のようなある特定の焼結条件を除いては、実施例1と同様な工程を通して、リチウム欠乏焼結前駆体から大規模で製造する。詳細は以下の通りである。
1)リチウム欠乏焼結前駆体Li0.8(Ni0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15)1.2O2:4kgのLi2CO3及びMOOH(式中、M=Ni0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15である)を、Henschel Mixer(登録商標)内で30分間均質に配合する。配合された粉末を、試験規模の装置において、乾燥空気下で、895℃で10時間焼結する。乾燥空気は、40L/分の流量で、焼結装置全体に連続的に送り込まれる。焼結後に、焼結ケークを粉砕し、第2の配合工程のために準備ができた状態にする。この工程から得られた生成物は、リチウム欠乏焼結前駆体である。この中間体生成物の組成は、ICP試験によって確認される。
2)式Li1.06[Ni0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15]0.94O2を有するNMC粉末の調製:工程1で得られたリチウム欠乏焼結前駆体を、26モル%のLiOHと配合して、中間体生成物におけるLi化学量論をLi1.06[Ni0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15]0.94O2の最終の目標組成に修正する。配合は、Henschel Mixer(登録商標)で30分間行われる。次いで、混合物を、試験規模の装置において、乾燥空気下で、830℃で10時間焼結する。乾燥空気は、40L/分の流量で、焼結装置中に連続的に送り込まれる。焼結後に、焼結されたケークが粉砕され、非凝集粉末を得るために分類及びふるい分けされる。上記のように調製されたNMC試料を、NMC E2とラベル付けし、上記のように調製されたリチウム欠乏焼結前駆体をNMC E2pとラベル付けする。
式Li1.06M0.94O2を有し、M=Ni0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15である、NMC粉末を、リチウム欠乏焼結前駆体が不十分な結晶化度を有する(これが850℃のより低い第1の焼結温度で調製されるため)以外は、実施例2で説明したように大規模で製造する。このNMC試料は、NMC C3とラベル付けし、NMC C3のリチウム欠乏焼結前駆体をNMC C3pとラベル付けする。
式Li1.06M0.94O2を有し、M=Ni0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15である、NMC粉末を、リチウム欠乏焼結前駆体が大きな結晶子サイズを有する(これが940℃のより高い第1の焼結温度で調製されるため)以外は、実施例2で説明したように大規模で製造する。このNMC試料は、NMC C4とラベル付けし、NMC C4のリチウム欠乏焼結前駆体をNMC C4pとラベル付けする。
図7は、NMC C3p、NMC C4p及びNMC E2pのX線回折パターンを示す。XRDパターンは、明白な不純物を含まない単相NMC粉末を示している。図面において、(003)及び(104)の回折ピークが表示されている。これらの2つのピークは、W−H法を用いて結晶子サイズを算出するために選択されている。
Claims (17)
- リチウムイオンバッテリーにおける正極活物質として使用できるリチウム遷移金属系酸化物粉末を製造するための結晶性前駆体化合物であって、前記前駆体が、一般式Li1−a((Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAk)1+aO2(式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.30≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.05≦a≦0.50である)を有し、前記前駆体が、nmで表される結晶子サイズLを有し、77−(67*z)≦L≦97−(67*z)である、結晶性前駆体化合物。
- <0.3重量%のLi2CO3含有量を有する、請求項1に記載の結晶性前駆体化合物。
- 0.40≦z≦0.55であり、0.10≦a≦0.25である、請求項1に記載の結晶性前駆体化合物。
- 一般式Li1−a(Ni0.4(Ni1/2Mn1/2)0.4Co0.2)1+aO2を有し、0.10≦a≦0.20であり、55≦L≦65である、請求項1に記載の結晶性前駆体化合物。
- 一般式Li1−a(Ni0.55(Ni1/2Mn1/2)0.3Co0.15)1+aO2を有し、0.15≦a≦0.25であり、45≦L≦55である、請求項1に記載の結晶性前駆体化合物。
- 一般式Li1+a’M1−a’O2を有し、ここでM=(Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAkであり、式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.30≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.01≦a’≦0.10である、正極物質を調製するための方法であって、
金属硫酸塩と塩基との共沈から調製されるM系前駆体を用意する工程と、
前記M系前駆体をLi2CO3と混合し、これにより第1の混合物を得る工程であって、これにより、前記第1の混合物中のLi対遷移金属の比が0.50〜0.90である、混合する工程と、
前記第1の混合物を、860〜930℃の温度で、8〜36時間、酸化雰囲気中で焼結し、これによりリチウム欠乏前駆体粉末を得る工程と、
前記リチウム欠乏前駆体粉末を、LiOH及びLiOH・H2Oのうちのいずれか1つと混合し、これにより第2の混合物を得る工程と、
前記第2の混合物を、800〜1000℃の温度で、6〜36時間、酸化雰囲気中で焼結する工程と、を含む方法。 - 前記リチウム欠乏前駆体粉末が、請求項1に記載の結晶性前駆体化合物である、請求項6に記載の方法。
- 前記第1の混合物におけるLi対遷移金属の比が、0.65〜0.82である、請求項6に記載の方法。
- 0.40≦z≦0.55であり、前記第1の混合物におけるLi対遷移金属の比が、((2−z)/1.88)±0.05である、請求項6に記載の方法。
- 前記第1の混合物が、880〜920℃の温度で焼結される、請求項9に記載の方法。
- 前記第2の混合物が、820〜860℃の温度で8〜12時間の時間で焼結される、請求項9に記載の方法。
- 請求項1に記載の結晶性前駆体化合物を、800〜1000℃の温度Tで6〜36時間の時間tで酸化雰囲気中で焼結することによって調製された、一般式Li1+a’((Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAk)1−a’O2(式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.25≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.01≦a’≦0.10である)を有する正極物質。
- 2つの連続するリチウム化反応によって調製された、一般式Li1+a’((Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAk)1−a’O2(式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.25≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.01≦a’≦0.10である)を有する正極物質であって、前記第1のリチウム化反応が、請求項1に記載の前駆体化合物をもたらす、正極物質。
- 2つの連続するリチウム化反応によって調製された、一般式Li1+a’((Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAk)1−a’O2(式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.25≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.01≦a’≦0.10である)を有する正極物質であって、前記第1のリチウム化反応が、前記正極物質に比べてリチウムが欠乏している中間体化合物をもたらす、正極物質。
- <0.3重量%のLi2CO3含有量を有する、請求項12に記載の正極物質。
- <0.15重量%のLi2CO3含有量を有する、請求項12に記載の正極物質。
- リチウムイオンバッテリーにおける正極活物質として使用できるリチウム遷移金属系酸化物粉末を製造するための化合物の使用であって、前記化合物が、一般式Li1−a((Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1−kAk)1+aO2(式中、x+y+z=1であり、0.1≦x≦0.4であり、0.30≦z≦0.55であり、Aはドーパントであり、0≦k≦0.1であり、0.05≦a≦0.50である)を有し、前記化合物が、nmで表される結晶子サイズLを有し、77−(67*z)≦L≦97−(67*z)である、使用。
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