JP6197029B2 - 非水電解質蓄電素子用活物質 - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質蓄電素子用活物質及びそれを用いた非水電解質蓄電素子に関する。
ニオブ酸リチウム(LiNbO)は、セラミック材料等への応用例は存在する。しかし、LiNbOは、充放電により利用できるエネルギー密度が小さいために、非水電解質蓄電素子用活物質として利用されることはなかった。
特許文献1には、「LiCoOからなる正極と炭素質材料からなる負極を用いた非水電解液二次電池であり、正極は主活物質であるLiCoO以外にLiに対して3V以下の放電電位を有する副活物質を含み、負極は放電可能なLiを、炭素質材料中に含んだ構成を有する非水電解液二次電池。」(請求項1)とすることにより、過放電による電池の劣化を抑制するという技術が開示されている。ここで、好ましい副活物質としてLiNbOが挙げられている。しかし、実施例としては記載されていない。
また、LiNiO系活物質へのニオブ(Nb)置換の例として、特許文献2には、「一般式:LiNi1−x−y−zCoNb(但し、MはMn、FeおよびAlよりなる群から選ばれる一種以上の元素、1≦a≦1.1、0.1≦x≦0.3、0≦y≦0.1、0.01≦z≦0.05、2≦b≦2.2)で示されるリチウムとニッケルとコバルトと元素Mとニオブと酸素からなる少なくとも一種類以上の化合物で構成される組成物からなり、初回放電時に正極電位(vs.Li/Li)が2Vから1.5Vの範囲内でα[mAh/g]の放電容量を示し、そのX線回折における層状結晶構造の(003)面の半値幅をβ[deg]としたとき、αおよびβがそれぞれ60≦α≦150および0.14≦β≦0.20の条件を同時に満たすことを特徴とする非水系二次電池用正極活物質。」(請求項1)とすることにより、高い熱安定性と大きな放電容量を有する活物質とする技術が開示されている。
また、ニオブを含有する活物質として、特許文献3には、「下記化学式1で表される化合物を含む、リチウム二次電池用負極活物質:
Li1+xNb1−x−y2+z [化学式1]
〔上記式中、0.01≦x≦0.5、0≦y≦0.3、−0.2≦z≦0.2であり、Mは、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、W、Ag、Sn、Ge、Si、Al、およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれた元素である〕。」(請求項1)を用いる技術が開示されている。この負極活物質は、「従来から正極活物質として使用されてきたLiCoOのようなリチウム−遷移金属酸化物の構造において、Coを他の金属元素「Nb」と別の第2の金属元素「M」に置換することにより、リチウムイオンの脱離/挿入が容易に行われるリチウム−金属酸化物を製造し、これをリチウム二次電池用負極活物質として用い、この負極活物質が高容量と優れた寿命特性を示すことを見出し」(段落0008)たと記載され、LiCoOと同じ六方晶系の空間群「R−3m」の結晶構造を有することが段落0018、0019に示されている。具体的には、実施例5−1にLi1.1Nb0.89Fe0.01の組成式で表される負極活物質が例示されている。
特許文献3には、ニオブを含有する化学式Li1+xNb1−x−y2+zで表される活物質が示されているが、金属元素Mの割合が少ないために放電容量が小さい。また、段落0018〜0021に記載されているように、LiCoOと同じ六方晶系の空間群「R−3m」の結晶構造を有するLiNbOにおいて、Liの挿入/脱離を志向した活物質である。従って、特許文献3に記載されている負極活物質は、LiCoOと同じ六方晶系の空間群「R−3m」の結晶構造を有する。
特許文献4には、「リチウムニオブ複合酸化物を含む活物質を含み、前記リチウムニオブ複合酸化物が、一般式(1):LiNb1−yで表され、前記一般式(1)は、1≦x≦2および0≦y≦0.5を満たし、xは、電池の充放電に伴って変化する値であり、Mは、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、MoおよびWよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である、非水電解質二次電池用負極。」(請求項1)を用いる技術が開示されている。具体例として、実施例6にLiNb0.75Mn0.25の組成式で表される負極活物質が例示されている。
特許文献4は、「元素Mの含有量を規定するyの範囲は、0≦y≦0.5を満たせばよいが、元素Mの添加効果を十分に得る観点から、0.25≦y≦0.5を満たすことが好ましい。yが大きくなりすぎると、低温でのサイクル特性が著しく低下する。また、放電容量も著しく減少する。」(段落0019)との記載から、化学式中の金属元素に占めるNbの割合が少なくなると放電容量が小さくなることがわかる。また、特許文献3と同様に、LiNbOを基本とし、Nbの一部を他の元素で置換した活物質である。従って、特許文献4に記載されている負極活物質は、LiCoOと同じ六方晶系の空間群「R−3m」の結晶構造を有する。
特開平5−151995号公報 特開2002−151071号公報 特開2012−503293号公報 特開2009−295290号公報
M. Hirayama et.al.Journal of Power Sources. 196, p.6809-6814, 2011
本発明は、Nbを含有する新規の非水電解質蓄電素子用活物質、及び、それを用いた非水電解質蓄電素子を提供する。
本発明は、組成式(1)で表されるリチウム遷移金属複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用活物質である。
Li1+xNbMe ・・・ (1)
(MeはFe及び/又はMnを含む遷移金属、0<x<1、0<y<0.5、0.25≦z<1、AはNb、Me以外の元素、0≦p≦0.2)
本発明によれば、ニオブ(Nb)と、鉄(Fe)及び/又はマンガン(Mn)を含有する新規の非水電解質蓄電素子用活物質を提供できる。
本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を示す外観斜視図 本発明に係る非水電解質二次電池を複数個集合して構成した蓄電装置を示す概略図
本発明の構成及び効果について、技術思想を交えて説明する。但し、作用機構については推定を含んでおり、その正否は、本発明を制限しない。なお、本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、後述の実施の形態若しくは実験例は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内である。
本発明の非水電解質蓄電素子用活物質は、リチウム遷移金属複合酸化物が、LiNbO−LiMeO(Meは遷移金属)の固溶体を含む点に特徴を有する。前記リチウム遷移金属複合酸化物は、空間群Fm−3mに帰属される結晶構造を有する。従って、前記リチウム遷移金属複合酸化物において、Nbの価数はおよそ+5であることが理解される。
LiNbO−LiMeO(Meは遷移金属)の固溶体は、酸素の係数を整理して次式で表される。
aLiMeO・(1−a)Li3/2Nb1/2(0<a<1)
これを変形して次式が得られる。
Li1+(1−a)/2Nb(1−a)/2Me
従って、これを次式
Li1+xNbMe
で表したとき、yが取りうる範囲は、0<y<0.5である。
上記式は、任意元素Aを加え、次式で表現することができる。
Li1+xNbMe ・・・ (1)
(MeはFe及び/又はMnを含む遷移金属、0<x<1、0<y<0.5、0.25≦z<1、AはNb、Me以外の元素、0≦p≦0.2)
ここで、zが0.25≦z<1を満たすことにより、エネルギー密度、放電容量の大きなリチウム遷移金属複合酸化物とできる。なかでも、z≦0.7であることにより、さらにエネルギー密度、放電容量が大きくなるため、好ましい。また、0.05≦yが好ましく、0.15≦yがより好ましい。また、y≦0.35が好ましい。
前記固溶体がaLiMeO・(1−a)Li3/2Nb1/2(0<a<1)の関係式を満たすとき、xとyは、2y+z=1の関係式を満たすことが、上記した式の変形過程から理解される。実用的には、0.8≦2y+z≦1.2の範囲であれば、エネルギー密度、放電容量の大きなリチウム遷移金属複合酸化物とすることが可能であり、本発明の技術思想を逸脱することなく本発明を実施できる。
なかでも、0.9≦2y+z≦1.1の関係を満たすリチウム遷移金属複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用活物質は、より大きなエネルギー密度、放電容量を示すため、より好ましい。
さらに、x=y、2y+z=1、0.3≦z≦0.7の関係を満たすリチウム遷移金属複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用活物質は、より大きなエネルギー密度、放電容量を示すため特に好ましい。
また、前記MeがMnを含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用活物質は、大きなエネルギー密度、放電容量を示すことから好ましい。
さらに、本発明に係る非水電解質蓄電素子用活物質は、リチウム遷移金属複合酸化物がLiNbO−LiFeO−LiMnOの固溶体を含有することで、より放電容量の大きな非水電解質蓄電素子用活物質を提供できる。
そこで、本発明に係るリチウム遷移金属複合酸化物は、組成式(2)で表わすことができる。
Li1+xNbFeMn ・・・ (2)
(0<x<0.5、0<y<0.5、0<a<1、0<b<1、0.25≦a+b<1、AはNb、Me以外の元素、0≦p≦0.2)
上記組成式(2)において、0.1<a<0.6、0.1<b<0.6、0.3≦a+b<0.8の関係を満たすリチウム遷移金属複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用活物質は、より大きな放電容量を示すため、より好ましい。
また、上記組成式(2)において、0.1<a≦0.3、0.3≦b≦0.45、0.35≦a+b≦0.75の関係を満たすリチウム遷移金属複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用活物質は、さらに大きな放電容量を示すため、特に好ましい。
組成式(1)において、MeはFe又はMnのいずれかを必須とする。Meは、Fe,Mn以外の遷移金属を含有することを排除しない。Fe,Mn以外の遷移金属としては、限定されないが、Ni、Co、Cu等の遷移金属が好ましい。任意元素Aとしては、限定されないが、Na,Ca等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属、Zn,In,Al等の元素が挙げられる。
本発明の非水電解質蓄電素子用活物質は、他の活物質と混合して用いてもよい。
本願発明の非水電解質蓄電素子用活物質の粉体は、平均粒子サイズ100μm以下であることが好ましい。特に、非水電解質蓄電素子の出力特性を向上させる目的で30μm以下であることが望ましい。また、リチウム遷移金属複合酸化物の一次粒子の大きさは、1〜3μmであることが好ましい。
次に、本発明の非水電解質蓄電素子用活物質を製造する方法について説明する。
本発明の非水電解質蓄電素子用活物質は、基本的に、活物質を構成する金属元素(Li,Nb,Me)を、目的とする活物質(リチウム遷移金属複合酸化物)の組成通りに含有するように原料を調整し、最終的にこの原料を焼成すること、によって得ることができる。但し、Li原料の量については、焼成中にLi原料の一部が消失することを見込んで、1〜5%程度過剰に含有させることが好ましく、3%程度過剰に含有させることがより好ましい。
目的とする組成を有するリチウム遷移金属複合酸化物を作製するための方法として、Li、Nb、Meのそれぞれの塩を混合・焼成するいわゆる「固相法」や、あらかじめNb、Meを一粒子中に存在させた共沈前駆体を作製しておき、これにLi塩を混合・焼成する「共沈法」、このほかにも、「蒸発乾固法」、「スプレードライ法」等が挙げられる。
本発明では、実施例に後述するように「固相法」を採用している。「固相法」を採用することにより、特別な装置を必要とせず、合成工程の簡易化が可能となり、活物質の合成コストを削減することができるので好ましい。
前述の「固相法」等による合成における焼成温度は、目的とするリチウム遷移金属複合酸化物が生成する温度であれば特に限定はされないが、原料として用いるリチウム塩が溶融する温度以上とすることで、結晶化が進行するため充放電容量が大きくなるので好ましい。具体的には、用いるリチウム塩の種類にもよるが、焼成温度は500℃以上とすることが好ましい。さらに、生成したリチウム遷移金属複合酸化物の結晶性を適度に上げて、充放電特性を向上させる目的で800℃以上とすることがより好ましい。
また、本発明では、リチウム遷移金属複合酸化物の電子伝導性を補う目的で非水電解質蓄電素子用活物質の粒子の表面に、導電性物質を備えていても良い。導電性物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物よりも電子伝導性に優れるならば、特に限定されることは無い。例えば、金属、金属酸化物、アセチレンブラック等の黒鉛性炭素、カーボンナノチューブ、有機物の熱分解由来の炭素、導電性高分子等が挙げられるが、本発明においては、黒鉛性炭素が好ましい。
非水電解質蓄電素子用活物質の粒子の表面に導電性物質を備えるための方法としては、メカノフュージョン等のように、物理的に活物質粒子表面に導電性物質を圧着させる方法が好ましい。本発明では、後述の実施例に記載するように、非水電解質蓄電素子用活物質を焼成した後に、ボールミルによる粉砕工程を設けている。この工程に導電性物質を共存させることで、導電性物質を粒子の表面に備えることができる。
非水電解質蓄電素子用活物質の粒子の表面に導電性物質を備えるための方法としては、有機化合物の熱分解を利用する方法もある。この方法では、焼成後の非水電解質蓄電素子用活物質と有機化合物を混合して、不活性或いは還元雰囲気中において、有機物の熱分解温度を超えて加熱することにより、非水電解質蓄電素子用活物質の粒子の表面に炭素を被覆させることができる。但し、リチウム遷移金属複合酸化物に含まれる遷移金属の種類によっては、加熱中に金属まで還元されて、目的とするリチウム遷移金属複合酸化物の組成が変化する可能性があるため注意が必要である。
本発明に係る非水電解質二次電池の負極に用いる負極材料としては、限定されず、リチウムイオンを析出あるいは吸蔵することのできる形態の負極材料であればどれを選択してもよい。例えば、Li[Li1/3Ti5/3]Oに代表されるスピネル型結晶構造を有するチタン酸リチウム等のチタン系材料;SiやSb,Sn系などの合金系材料;リチウム金属;リチウム−シリコン、リチウム−アルミニウム,リチウム−鉛,リチウム−スズ,リチウム−アルミニウム−スズ,リチウム−ガリウム等のリチウム合金;リチウム−チタンなどのリチウム複合酸化物;酸化珪素;リチウムを吸蔵・放出可能な合金;グラファイト、ハードカーボン、低温焼成炭素、非晶質カーボン等の炭素材料等が挙げられる。
負極材料の粉体は、平均粒子サイズ100μm以下であることが望ましい。粉体を所定の形状で得るためには粉砕機や分級機が用いられる。例えば乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル、カウンタージェトミル、旋回気流型ジェットミル又は篩等が用いられる。粉砕時には水、あるいはヘキサン等の有機溶剤を共存させた湿式粉砕を用いることもできる。分級方法としては、特に限定はなく、篩や風力分級機などが、乾式、湿式ともに必要に応じて用いられる。
以上、正極及び負極の主要構成成分である正極活物質及び負極材料について詳述したが、前記正極及び負極には、前記主要構成成分の他に、導電剤、結着剤、増粘剤、フィラー等が、他の構成成分として含有されてもよい。
導電剤としては、電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば限定されないが、通常、鱗状黒鉛,鱗片状黒鉛,土状黒鉛等の天然黒鉛;人造黒鉛;カーボンブラック;アセチレンブラック;ケッチェンブラック;カーボンウイスカー;炭素繊維;銅,ニッケル,アルミニウム,銀,金等の金属粉;金属繊維;導電性セラミックス材料等の導電性材料を1種またはそれらの混合物として含ませることができる。
これらの中で、導電剤としては、電子伝導性及び塗工性の観点よりアセチレンブラックが望ましい。導電剤の添加量は、正極または負極の総重量に対して0.1重量%〜50重量%が好ましく、特に0.5重量%〜30重量%が好ましい。特にアセチレンブラックを0.1〜0.5μmの超微粒子に粉砕して用いると必要量を削減できるため望ましい。これらの混合方法は、物理的な混合であり、その理想とするところは均一混合である。そのため、V型混合機、S型混合機、擂かい機、ボールミル、遊星ボールミルといったような粉体混合機を乾式、あるいは湿式で混合することが可能である。
前記結着剤としては、通常、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),ポリフッ化ビニリデン(PVDF),ポリエチレン,ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂;エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM),スルホン化EPDM,スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のゴム弾性を有するポリマーを1種または2種以上の混合物として用いることができる。結着剤の添加量は、正極または負極の総重量に対して1〜50重量%が好ましく、特に2〜30重量%が好ましい。
フィラーとしては、蓄電素子性能に悪影響を及ぼさない材料であれば何でも良い。通常、ポリプロピレン,ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー、無定形シリカ、アルミナ、ゼオライト、ガラス、炭素等が用いられる。フィラーの添加量は、正極または負極の総重量に対して添加量は30重量%以下が好ましい。
正極及び負極は、前記主要構成成分(正極においては正極活物質、負極においては負極材料)、およびその他の材料を混練して合剤とし、N−メチルピロリドン,トルエン等の有機溶媒又は水に混合させた後、得られた混合液を下記に詳述する集電体の上に塗布し、または圧着して50℃〜250℃程度の温度で、2時間程度加熱処理することにより好適に作製される。前記塗布方法については、例えば、アプリケーターロールなどのローラーコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレード方式、スピンコーティング、バーコータ等の手段を用いて任意の厚さ及び任意の形状に塗布することが望ましいが、これらに限定されない。
本発明に係る非水電解質蓄電素子に用いる非水電解質が含有する非水溶媒は、限定されず、一般にリチウム電池等への使用が提案されている非水溶媒が使用可能である。非水電解質に用いる非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状カーボネート類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル等の鎖状エステル類;テトラヒドロフランまたはその誘導体;1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジブトキシエタン、メチルジグライム等のエーテル類;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;ジオキソランまたはその誘導体;エチレンスルフィド、スルホラン、スルトンまたはその誘導体等の単独またはそれら2種以上の混合物等を挙げることができるが、これらに限定されない。
非水電解質に用いる電解質塩としては、例えば、LiClO,LiBF,LiAsF,LiPF,LiSCN,LiBr,LiI,LiSO,Li10Cl10,NaClO,NaI,NaSCN,NaBr,KClO,KSCN等のリチウム(Li)、ナトリウム(Na)またはカリウム(K)の1種を含む無機イオン塩、LiCFSO,LiN(CFSO,LiN(CSO,LiN(CFSO)(CSO),LiC(CFSO,LiC(CSO,(CHNBF,(CHNBr,(CNClO,(CNI,(CNBr,(n−C、NClO,(n−CNI,(CN−maleate,(CN−benzoate,(CN−phtalate、ステアリルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸リチウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム等の有機イオン塩等が挙げられ、これらのイオン性化合物を単独、あるいは2種類以上混合して用いることが可能である。
さらに、LiPF又はLiBFと、LiN(CSOのようなパーフルオロアルキル基を有するリチウム塩とを混合して用いることにより、さらに電解質の粘度を下げることができるので、低温特性をさらに高めることができ、また、自己放電を抑制することができ、より望ましい。
また、非水電解質として常温溶融塩やイオン液体を用いてもよい。
非水電解質における電解質塩の濃度としては、高い蓄電素子特性を有する非水電解質蓄電素子を確実に得るために、0.1mol/l〜5mol/lが好ましく、さらに好ましくは、0.5mol/l〜2.5mol/lである。
セパレータとしては、優れた高率放電性能を示す多孔膜や不織布等を、単独あるいは併用することが好ましい。非水電解質電池用セパレータを構成する材料としては、例えばポリエチレン,ポリプロピレン等に代表されるポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンテレフタレート等に代表されるポリエステル系樹脂;ポリフッ化ビニリデン;フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体;フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエーテル共重合体;フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体;フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体;フッ化ビニリデン−フルオロエチレン共重合体;フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体;フッ化ビニリデン−エチレン共重合体;フッ化ビニリデン−プロピレン共重合体;フッ化ビニリデン−トリフルオロプロピレン共重合体;フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体;フッ化ビニリデン−エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等を挙げることができる。
セパレータの空孔率は強度の観点から98体積%以下が好ましい。また、充放電特性の観点から空孔率は20体積%以上が好ましい。
また、セパレータは、例えばアクリロニトリル、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、メチルメタアクリレート、ビニルアセテート、ビニルピロリドン、ポリフッ化ビニリデン等のポリマーと電解質とで構成されるポリマーゲルを用いてもよい。非水電解質を上記のようにゲル状態で用いると、漏液を防止する効果がある点で好ましい。
さらに、セパレータは、上述したような多孔膜や不織布等とポリマーゲルを併用して用いると、電解質の保液性が向上するため望ましい。即ち、ポリエチレン微孔膜の表面及び微孔壁面に厚さ数μm以下の親溶媒性ポリマーを被覆したフィルムを形成し、前記フィルムの微孔内に電解質を保持させることで、前記親溶媒性ポリマーがゲル化する。
前記親溶媒性ポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデンの他、エチレンオキシド基やエステル基等を有するアクリレートモノマー、エポキシモノマー、イソシアナート基を有するモノマー等が架橋したポリマー等が挙げられる。該モノマーは、ラジカル開始剤を併用して加熱や紫外線(UV)を用いたり、電子線(EB)等の活性光線等を用いて架橋反応を行わせることが可能である。
図1に、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態である矩形状の非水電解質二次電池1の概略図を示す。なお、同図は、容器内部を透視した図としている。図1に示す非水電解質二次電池1は、電極群2が電池容器3に収納されている。電極群2は、正極活物質を備える正極と、負極活物質を備える負極とが、セパレータを介して捲回されることにより形成されている。正極は、正極リード4’を介して正極端子4と電気的に接続され、負極は、負極リード5’を介して負極端子5と電気的に接続されている。
本発明に係る非水電解質二次電池の構成については特に限定されるものではなく、円筒型電池、角型電池(矩形状の電池)、扁平型電池等が一例として挙げられる。本発明は、上記の非水電解質二次電池を複数備える蓄電装置としても実現することができる。蓄電装置の一実施形態を図2に示す。図2において、蓄電装置30は、複数の蓄電ユニット20を備えている。それぞれの蓄電ユニット20は、複数の非水電解質二次電池1を備えている。前記蓄電装置30は、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)等の自動車用電源として搭載することができる。
(実施例1)
炭酸リチウム(LiCO)(ナカライテスク社製)1.101g、五酸化二ニオブ(Nb)(ナカライテスク社製)1.026g及び三酸化二鉄(Fe)(ナカライテスク社製)0.529gを秤取した。これらの粉末を直径10mmのアルミナ製ボールを10個備えたアルミナ製ポットに入れ、遊星型ボールミル(FRITSCH社製、型番pulverisette 5)にセットし、200rpmで1時間混合した。このようにして、Li:Nb:Feのモル比が135:35:30である混合粉体を調製した。この混合粉体を、ペレット成型機を用いて、6MPaの圧力で加圧成型し、直径25mmのペレットとした。ペレット成型に供した混合粉体の量は、想定する最終生成物の質量が2gとなるように換算して決定した。このペレット1個を全長約100mmのアルミナ製ボートに載置し、箱型電気炉(型番:AMF20)に設置し、空気雰囲気中、常圧下、常温から950℃まで約10時間かけて昇温し、950℃で24h焼成した。前記箱型電気炉の内部寸法は、縦10cm、幅20cm、奥行き30cmであり、幅方向20cm間隔に電熱線が入っている。焼成後、ペレットを取り出し、粒径を揃えるために、瑪瑙製自動乳鉢で数分間粉砕した。このようにして、実施例1に係るリチウム遷移金属複合酸化物を作製した。
(実施例2〜9) (実施例6は参考例である)
混合粉体の調製工程において、Li:Nb:Feのモル比が、実施例2については130:30:40、実施例3については125:25:50、実施例4については120:20:60、実施例5については115:15:70、実施例6については110:10:80、実施例7については105:5:90、実施例8については130:20:50、実施例9については130:40:30となるように、炭酸リチウム、五酸化二ニオブ及び三酸化二鉄を秤取したことを除いては、実施例1と同様の手順で、実施例2〜9に係るリチウム遷移金属複合酸化物を作製した。
(比較例1〜4)
混合粉体の調製工程において、Li:Nb:Feのモル比が、比較例1については150:50:0、比較例2については145:45:10、比較例3については140:40:20、比較例4については100:0:100となるように、炭酸リチウム、五酸化二ニオブ及び三酸化二鉄を秤取したことを除いては、実施例1と同様の手順で、比較例1〜4に係るリチウム遷移金属複合酸化物を作製した。
(実施例10)
炭酸リチウム(LiCO)(ナカライテスク社製)1.137g、五酸化二ニオブ(Nb)(ナカライテスク社製)1.029g及び三酸化二マンガン(Mn)(ナカライテスク社製)0.524gを秤取した。これらの粉末を直径10mmのアルミナ製ボールを10個備えたアルミナ製ポットに入れ、遊星型ボールミル(FRITSCH社製、型番pulverisette 5)にセットし、200rpmで1時間混合した。このようにして、Li:Nb:Mnのモル比が135:35:30である混合粉体を調製した。この混合粉体を、ペレット成型機を用いて、6MPaの圧力で加圧成型し、直径25mmのペレットとした。ペレット成型に供した混合粉体の量は、想定する最終生成物の質量が2gとなるように換算して決定した。このペレット1個を全長約100mmのアルミナ製ボートに載置し、管状炉に設置し、窒素雰囲気中、常圧下、常温から950℃まで約10時間かけて昇温し、950℃で24h焼成した。その後、ペレットを取り出し、粒径を揃えるために、瑪瑙製自動乳鉢で数分間粉砕した。このようにして、実施例1に係るリチウム遷移金属複合酸化物を作製した。
(実施例11〜20)
混合粉体の調製工程において、Li:Nb:Mnのモル比が、実施例11については130:30:40、実施例12については125:25:50、実施例13については120:20:60、実施例14については115:15:70、実施例15については110:10:80、実施例16については105:5:90、実施例17については130:35:35、実施例18については130:25:45、実施例19については130:45:25、実施例20については130:15:55となるように、炭酸リチウム、五酸化二ニオブ及び三酸化二マンガンを秤取したことを除いては、実施例10と同様の手順で、実施例11〜20に係るリチウム遷移金属複合酸化物を作製した。
(比較例5〜7)
混合粉体の調製工程において、Li:Nb:Mnのモル比が、比較例5については145:45:10、比較例6については140:40:20、比較例7については100:0:100となるように、炭酸リチウム、五酸化二ニオブ及び三酸化二マンガンを秤取したことを除いては、実施例10と同様の手順で、比較例5〜7に係るリチウム遷移金属複合酸化物を作製した。
(実施例21)
炭酸リチウム(LiCO)(ナカライテスク社製)1.137g、五酸化二ニオブ(Nb)(ナカライテスク社製)1.029g、三酸化二鉄(Fe)(ナカライテスク社製)0.529g及び三酸化二マンガン(Mn)(ナカライテスク社製)0.524gを秤取した。これらの粉末を直径10mmのアルミナ製ボールを10個備えたアルミナ製ポットに入れ、遊星型ボールミル(FRITSCH社製、型番pulverisette 5)にセットし、200rpmで1時間混合した。このようにして、Li:Nb:Fe:Mnのモル比が121.5:21.5:19:38である混合粉体を調製した。この混合粉体を、ペレット成型機を用いて、6MPaの圧力で加圧成型し、直径25mmのペレットとした。ペレット成型に供した混合粉体の量は、想定する最終生成物の質量が2gとなるように換算して決定した。このペレット1個を全長約100mmのアルミナ製ボートに載置し、管状炉に設置し、窒素雰囲気中、常圧下、常温から950℃まで約10時間かけて昇温し、950℃で24h焼成した。その後、ペレットを取り出し、粒径を揃えるために、瑪瑙製自動乳鉢で数分間粉砕した。このようにして、実施例21に係るリチウム遷移金属複合酸化物を作製した。
(実施例22〜28)
混合粉体の調製工程において、Li:Nb:Fe:Mnのモル比が、実施例22については112:12:38:38、実施例23については131:31:19:19、実施例24については121.5:21.5:38:19、実施例25については112:12:57:19、実施例26については131:31:19:57、実施例27については125:25:12:38、実施例28については115.5:15.5:12:57となるように、炭酸リチウム、五酸化二ニオブ、三酸化二鉄及び三酸化二マンガンを秤取したことを除いては、実施例21と同様の手順で、実施例22〜28に係るリチウム遷移金属複合酸化物を作製した。
(エックス線回折測定)
実施例1〜20及び比較例1〜8に係るリチウム遷移金属複合酸化物について、エックス線回折装置(Rigaku社製、型名:MiniFlex II)を用いて粉末エックス線回折測定を行った。線源はCuKα、加速電圧及び電流はそれぞれ30kV及び15mAとした。得られたエックス線回折図及びエックス線回折データについて、前記エックス線回折装置の付属ソフトである「PDXL」を用いて解析を実施した。その結果、実施例1〜28及び比較例4については空間群Fm−3mの単一相、比較例2及び3については空間群Fm−3mの相とLiNbO相との混相、比較例5及び6については空間群Pmmnの相とLiNbO相との混相、比較例1についてはLiNbOに由来する空間群I−43mの単一相、比較例7についてはLiMnOに由来する空間群Pmmnの単一相であった。
(非水電解質二次電池の作製)
実施例1〜28及び比較例1〜7のそれぞれのリチウム遷移金属複合酸化物を非水電解質電池の正極活物質として用いて、以下の手順で非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。
正極活物質、アセチレンブラック(AB)及びポリフッ化ビニリデン(PVdF)を質量比70:20:10の割合で含有し、N−メチルピロリドンを分散媒とする塗布液を調製した。該塗布液を厚さ20μmのアルミニウム箔集電体に塗布した後、分散媒を揮発させるために120℃のホットプレート上で40分の加熱を行い、ロールプレスを行うことで正極板を作製した。合剤層のプレス後の厚みは20μm、塗布重量は5mg/cmであった。
対極(負極)には、正極の単独挙動を観察するため、リチウム金属を用いた。このリチウム金属は、ニッケル箔集電体に密着させた。ただし、非水電解質二次電池の容量が十分に正極規制となるように調整した。
電解液としては、EC/DMCの体積比が1:1である混合溶媒に、LiPFを、その濃度が1mol/lとなるように溶解させて用いた。セパレータとしては、ポリアクリレートを用いて表面改質することによって電解質の保持性を向上させた、ポリプロピレン製の微孔膜を用いた。また、ニッケル板にリチウム金属箔をはりつけ、参照極として用いた。外装体には、ポリエチレンテレフタレート(15μm)/アルミニウム箔(50μm)/金属接着性ポリプロピレンフィルム(50μm)からなる金属樹脂複合フィルムを用いた。この外装体に、正極端子、負極端子および参照極端子の開放端部が、外部に露出するように電極を収納した。前記金属樹脂複合フィルムの内面同士が向かい合った融着代を、注液孔となる部分を除いて、気密封止した。注液孔から、作製した電池が液不足とならない十分な量の上記電解液を、各電池に対して同じ量注液した後、電池を減圧しながら注液孔を熱封孔することでリチウム二次電池を作製した。
(容量確認試験)
上記のようにして作製された非水電解質二次電池を、25℃に設定した恒温槽に移し、1サイクルの充放電を実施した。充電は、電流0.1CmA、電位4.8Vの定電流定電圧充電とした。充電終止条件については、電流値が0.02CmAに減衰した時点とした。放電は、電流0.1CmA、終止電圧1.0Vの定電流放電とした。全てのサイクルにおいて、充電後及び放電後に、30分の休止時間を設定した。実施例1〜9及び比較例1〜4の電池では、このときの放電電気量と放電電圧からエネルギー(mWh)を算出した後、正極活物質質量で除した値を「エネルギー密度(mWh/g)」とした。この結果を表1に示す。また、実施例10〜28と比較例1及び5〜7では、上記放電電気量を活物質質量で除した値を「放電容量(mAh/g)」とした。この結果を表2及び表3に示す。
Figure 0006197029
Figure 0006197029
Figure 0006197029
表1からわかるように、組成式Li1+xNbFeのFeのモル比zが0.25≦z<1の範囲に含まれる実施例1〜9に係るリチウム遷移金属複合酸化物を用いることにより、LiNbO(比較例1)やLiFeO(比較例4)よりも大きなエネルギー密度が得られていることがわかる。一方、Feのモル比zがz<0.25の範囲にある比較例2及び3に係るリチウム遷移金属複合酸化物を用いた場合には、LiFeO(比較例4)よりも大きなエネルギー密度を得ることができない。
また、特に大きなエネルギー密度が得られる点で、zの値が0.25≦z≦0.7の範囲内であることが好ましいことがわかった。また、0.9≦2y+z≦1.1であればよく、2y+z=1が好ましいことがわかった。xとyの関係については、0<|x−y|≦0.1であればよく、x=yが好ましいことがわかった。
表2からわかるように、組成式Li1+xNbMnのMnのモル比zが0.25≦z<1の範囲に含まれる実施例10〜20に係るリチウム遷移金属複合酸化物を用いることにより、LiNbO(比較例1)やLiMnO(比較例7)よりも大きな放電容量が得られていることがわかる。一方、Mnのモル比zがz<0.25の範囲にある比較例5及び6に係るリチウム遷移金属複合酸化物を用いた場合には、LiMnO(比較例7)よりも大きな放電容量を得ることができない。
さらに、特に大きな放電容量が得られる点で、zの値が0.25≦z≦0.7の範囲内であることが好ましいことがわかった。また、0.8≦2y+z≦1.2であればよく、2y+z=1が好ましいことがわかった。また、xとyの関係については、0<|x−y|≦0.2であればよく、|x−y|≦0.15が好ましく、|x−y|≦0.1がより好ましく、|x−y|≦0.05がさらに好ましく、x=yが最も好ましいことがわかった。
また、実施例11の放電エネルギー密度を算出すると、690mWh/gとなる。従って、実施例2との比較からMeとしてMnを含む方が大きなエネルギー密度が得られることからがわかる。
表2及び3からわかるように、組成式Li1+αNbβFeMn(0<α<0.5、0<β<0.5、0<a<1、0<b<1、0<a+b<1)を満たす、LiNbO−LiFeO−LiMnOの固溶体である実施例21〜28に係るリチウム遷移金属複合酸化物を用いることにより、LiNbO(比較例1)やLiMnO(比較例7)よりも大きな放電容量が得られることがわかる。また、実施例21〜28は、LiNbO−LiMnO固溶体である実施例10〜20よりも大きな放電容量が得られている。
ここで、実施例21の放電エネルギー密度を算出すると、830mWh/gとなり、実施例2や実施例11の値との比較から、MeとしてFe及びMnを適用し、LiNbO−LiFeO−LiMnO固溶体とすることで、より大きなエネルギー密度が得られることからがわかる。
本発明に係るリチウム遷移金属複合酸化物の組成がエネルギー密度に影響を与える作用効果について、発明者は次のように推察している。
MeとしてFeを採用した場合、層状岩塩型構造のLiFeOは、そもそもリチウムイオン(Li)の伝導パスが存在しない。非特許文献1では、LiFeO粒子の充放電特性が報告されているが、これはLiFeO粒子の微粒子化により物理的に拡散距離を短くすることで放電容量を示すようになったと考えられる。一方、本発明に係るリチウム遷移金属複合酸化物は、組成式中のFeのモル比zが0.3≦z<1となるようにLiFeOとLiNbOを固溶させることで、同じ層状岩塩構造であっても、一次粒子の構成や各元素の配置により岩塩相(LiFeO)のLiの拡散が促進される。そのため、粒子の微粒子化を行うことなく、大きな放電容量を得ることができるので、非水電解質蓄電素子用活物質のエネルギー密度を大きくすることが可能になったと考えられる。
また、MeとしてMnを適用した場合、組成式中のMnのモル比zを一定以上(0.3≦z<1)含まれるようにすると、LiMnOとLiNbOとの固溶体に加えて、粒子内に局所的にLiMnOとLiNbOとの固溶体も形成されると考えられる。それによって充電電位を上昇させたときに共存する岩塩相(LiMnO)のLiの拡散が促進されるため、放電容量が大きくなると考えられる。
即ち、上記作用を享受するためには、リチウム遷移金属複合酸化物の組成式中のMeのモル比zが0.3≦z<1の範囲にあることが好ましいと考えられる。
また、LiNbO−LiFeO−LiMnOの固溶体では、FeとMnが共存することにより、Feが単独で存在する場合においてLiイオンの拡散パスが制限されるという課題、及び、Mnが単独で存在する場合において岩塩相の構造が不安定であるという課題の両方が同時に解消されるため、放電容量が大きくなると考えられる。
本発明の非水電解質蓄電素子用活物質は、エネルギー密度、放電容量に優れているから、電気自動車用電源、電子機器用電源、電力貯蔵用電源等の非水電解質用蓄電素子に有効に利用できる。
(符号の説明)
1 非水電解質二次電池
2 電極群
3 電池容器
4 正極端子
4’ 正極リード
5 負極端子
5’ 負極リード
20 蓄電ユニット
30 蓄電装置

Claims (7)

  1. 空間群Fm−3mに帰属可能な結晶構造を有し、組成式(1)で表されるリチウム遷移金属複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用活物質。
    Li1+xNbMe ・・・ (1)
    (MeはFe及び/又はMnを含む遷移金属、0<x<1、0<y<0.5、0.25≦z<1、AはNb、Me以外の元素、0≦p≦0.2、但し、Li 1+p Fe 1−q Nb であって、0.15<p≦0.3、0<q≦0.3であるものを除く
  2. 0.05≦y≦0.35、0.8≦2y+z≦1.2である請求項1に記載の非水電解質蓄電素子用活物質。
  3. 前記組成式(1)を組成式(2)で表したとき、0.1<a<0.6、0.1<b<0.6である請求項1又は2に記載の非水電解質蓄電素子用活物質。
    Li1+xNbFeMn ・・・ (2)
  4. 0.3≦z≦0.7である請求項1〜のいずれかに記載の非水電解質蓄電素子用活物質。
  5. |x−y|≦0.2である請求項1〜のいずれかに記載の非水電解質蓄電素子用活物質。
  6. 請求項1〜のいずれかに記載の非水電解質蓄電素子用活物質を含有する非水電解質蓄電素子用電極。
  7. 請求項に記載の非水電解質蓄電素子用電極を備えた非水電解質蓄電素子。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021153527A1 (ja) 2020-01-31 2021-08-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池
WO2021171843A1 (ja) 2020-02-26 2021-09-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池
WO2022044554A1 (ja) 2020-08-31 2022-03-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池
WO2022070896A1 (ja) 2020-09-30 2022-04-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池
WO2022070893A1 (ja) 2020-09-30 2022-04-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池
WO2022070897A1 (ja) 2020-09-30 2022-04-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池
WO2023032807A1 (ja) 2021-08-31 2023-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6437856B2 (ja) * 2014-11-17 2018-12-12 株式会社Gsユアサ 非水電解質蓄電素子用活物質
CN104577073A (zh) * 2015-02-03 2015-04-29 东莞市迈科科技有限公司 一种铌基富锰锂正极材料及其制备方法
CN107431201B (zh) 2015-07-23 2021-06-01 松下知识产权经营株式会社 正极活性物质和电池
JP6861402B2 (ja) * 2015-09-16 2021-04-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池
CN113745488A (zh) * 2015-09-16 2021-12-03 松下知识产权经营株式会社 正极活性物质和电池
WO2017047017A1 (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 正極活物質、および、電池
JP6861403B2 (ja) 2015-09-16 2021-04-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池
WO2017047022A1 (ja) 2015-09-16 2017-03-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 正極活物質、および、電池
JP6846627B2 (ja) 2015-09-16 2021-03-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 正極活物質、および、電池
JP6793355B2 (ja) 2015-09-16 2020-12-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池
JP6793354B2 (ja) 2015-09-16 2020-12-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池
CN107431242B (zh) 2015-09-16 2021-03-23 松下知识产权经营株式会社 电池
CN107104232B (zh) * 2016-02-19 2022-01-07 松下知识产权经营株式会社 正极活性物质和电池
JP6770333B2 (ja) * 2016-05-12 2020-10-14 住友電気工業株式会社 ナトリウムイオン二次電池用電極活物質およびその製造方法
CN107437618B (zh) * 2016-05-27 2022-01-28 松下知识产权经营株式会社 电化学装置
US10280092B2 (en) * 2016-07-28 2019-05-07 Wildcat Discovery Technologies, Inc Oxides for high energy cathode materials
JP6941811B2 (ja) * 2016-09-26 2021-09-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池用正極活物質、および、電池
WO2018092359A1 (ja) 2016-11-15 2018-05-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池用正極活物質、および、電池
JP6979586B2 (ja) * 2016-11-15 2021-12-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池用正極活物質、および、電池用正極活物質を用いた電池
CN109565046B (zh) * 2016-12-02 2022-07-12 松下知识产权经营株式会社 正极活性物质和使用正极活性物质的电池
JP7065341B2 (ja) 2017-01-19 2022-05-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 正極活物質、および、電池
JP6952247B2 (ja) 2017-01-19 2021-10-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 正極活物質、および、電池
JP7460367B2 (ja) * 2017-04-07 2024-04-02 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア フッ素置換カチオン不規則リチウム金属酸化物およびその製造方法
JP2018181553A (ja) * 2017-04-10 2018-11-15 株式会社豊田自動織機 正極活物質
WO2019017199A1 (ja) * 2017-07-21 2019-01-24 株式会社豊田自動織機 正極活物質
US11870056B2 (en) 2020-08-18 2024-01-09 Wildcat Discovery Technologies, Inc. Cathode with disordered rocksalt material and method of forming the cathode

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3252414B2 (ja) 1991-11-29 2002-02-04 松下電器産業株式会社 非水電解液二次電池
JPH09147863A (ja) 1995-11-24 1997-06-06 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質電池
JP3611189B2 (ja) 2000-03-03 2005-01-19 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池
JP4406744B2 (ja) 2000-11-08 2010-02-03 Dowaエレクトロニクス株式会社 非水系二次電池用正極活物質とその製造方法およびそれを用いた非水系二次電池
JP3529750B2 (ja) * 2001-09-05 2004-05-24 株式会社東芝 非水電解質二次電池
JP4539816B2 (ja) * 2004-02-20 2010-09-08 日本電気株式会社 リチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池
JP5173145B2 (ja) * 2006-02-08 2013-03-27 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP2009295290A (ja) 2008-06-02 2009-12-17 Panasonic Corp 非水電解質二次電池用負極およびこれを含む非水電解質二次電池
US20110294020A1 (en) 2008-09-23 2011-12-01 Korea Basic Science Institute Negative active material for a lithium secondary battery, method for manufacturing same, and lithium secondary battery comprising same
JP2010126399A (ja) * 2008-11-27 2010-06-10 Panasonic Corp リチウム鉄含有複合酸化物およびその製造方法
JP2010135187A (ja) * 2008-12-04 2010-06-17 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 正極活物質、正極および非水電解質二次電池
JP5675128B2 (ja) 2009-08-28 2015-02-25 三洋電機株式会社 リチウムイオン二次電池
FI3944374T3 (fi) * 2012-10-02 2023-09-12 Massachusetts Inst Technology Korkean kapasiteetin positiivisen elektrodin aktiivinen materiaali

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021153527A1 (ja) 2020-01-31 2021-08-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池
WO2021171843A1 (ja) 2020-02-26 2021-09-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池
WO2022044554A1 (ja) 2020-08-31 2022-03-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池
WO2022070896A1 (ja) 2020-09-30 2022-04-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池
WO2022070893A1 (ja) 2020-09-30 2022-04-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池
WO2022070897A1 (ja) 2020-09-30 2022-04-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池
WO2023032807A1 (ja) 2021-08-31 2023-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池用正極活物質および二次電池

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