JP7026433B2 - 正極及びリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Description
前記リチウムニッケル複合酸化物の平均粒子径が、前記リチウム金属リン酸化合物の平均粒子径よりも小さく、
かつ、
前記リチウムニッケル複合酸化物の体積抵抗が、前記リチウム金属リン酸化合物の体積抵抗よりも大きいことを特徴とする。
前記リチウムニッケル複合酸化物の平均粒子径(以下、DNiと略す場合がある。)が、前記リチウム金属リン酸化合物の平均粒子径(以下、DPと略す場合がある。)よりも小さく、
かつ、
前記リチウムニッケル複合酸化物の体積抵抗(以下、RNiと略す場合がある。)が、前記リチウム金属リン酸化合物の体積抵抗(以下、RPと略す場合がある。)よりも大きいことを特徴とする。
3CaSi2+6HCl → Si6H6+3CaCl2
Si6H6 → 6Si+3H2↑
正極活物質として表1のNo.1のリチウムニッケル複合酸化物を67質量部、正極活物質として表2のNo.1のリチウム金属リン酸化合物を27質量部、導電助剤としてアセチレンブラックを3質量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを3質量部、及び、適量のN-メチル-2-ピロリドンを混合して、スラリーを製造した。正極用集電体としてアルミニウム箔を準備した。アルミニウム箔の表面に、ドクターブレードを用いて上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布されたアルミニウム箔を乾燥することで、N-メチル-2-ピロリドンを除去した。その後、当該アルミニウム箔をプレスし接合物を得た。得られた接合物を乾燥機で加熱乾燥して、正極活物質層が形成されたアルミニウム箔からなる実施例1の正極を製造した。なお、正極活物質層の体積、各材料の真密度、及び各材料の配合比から算出した計算上の空隙率は27%であった。
正極活物質として表1のNo.2のリチウムニッケル複合酸化物を67質量部、正極活物質として表2のNo.1のリチウム金属リン酸化合物を27質量部を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2の正極及びリチウムイオン二次電池を製造した。
正極活物質として表1のNo.3のリチウムニッケル複合酸化物を67質量部、正極活物質として表2のNo.2のリチウム金属リン酸化合物を27質量部を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例3の正極及びリチウムイオン二次電池を製造した。
正極活物質として表1のNo.1のリチウムニッケル複合酸化物を67質量部、正極活物質として表2のNo.3のリチウム金属リン酸化合物を27質量部を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、比較例1の正極及びリチウムイオン二次電池を製造した。
正極活物質として表1のNo.3のリチウムニッケル複合酸化物を67質量部、正極活物質として表2のNo.4のリチウム金属リン酸化合物を27質量部を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、比較例2の正極及びリチウムイオン二次電池を製造した。
正極活物質として表1のNo.3のリチウムニッケル複合酸化物を67質量部、正極活物質として表2のNo.5のリチウム金属リン酸化合物を27質量部を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、比較例3の正極及びリチウムイオン二次電池を製造した。
実施例1~実施例3、比較例1~比較例3のリチウムイオン二次電池につき、以下の方法で強制短絡試験としての釘刺し試験を行った。
電圧3.6Vに調整した実施例1~実施例3、比較例1~比較例3の各リチウムイオン二次電池につき、25℃、1Cレートの定電流にて、10秒間放電させた。放電前後の電圧変化量及び電流値から、オームの法則により、放電時の直流抵抗を算出した。結果を表4に示す。
Claims (7)
- 層状岩塩構造のLiaNibCocMndDeOf(0.2≦a≦2、0.5≦b、0≦c<0.5、0≦d<0.5、b+c+d+e=1、0≦e<0.5、DはW、Mo、Re、Pd、Ba、Cr、B、Sb、Sr、Pb、Ga、Al、Nb、Mg、Ta、Ti、La、Zr、Cu、Ca、Ir、Hf、Rh、Fe、Ge、Zn、Ru、Sc、Sn、In、Y、Bi、S、Si、Na、K、P、Vから選ばれる少なくとも1の元素、1.7≦f≦3)で表されるリチウムニッケル複合酸化物と、オリビン構造のLiMhPO4(MはMn、Fe、Co、Ni、Cu、Mg、Zn、V、Ca、Sr、Ba、Ti、Al、Si、B、Te、Moから選ばれる少なくとも1の元素、0<h<2)を炭素で被覆したリチウム金属リン酸化合物とを含む正極活物質層を具備する正極であって、
前記リチウムニッケル複合酸化物の平均粒子径が、前記リチウム金属リン酸化合物の平均粒子径よりも小さく、
前記リチウムニッケル複合酸化物の体積抵抗が、前記リチウム金属リン酸化合物の体積抵抗よりも大きく、
前記リチウムニッケル複合酸化物の平均粒子径が3~12μmの範囲内であり、前記リチウム金属リン酸化合物の平均粒子径が12~21μmの範囲内であり、
前記リチウムニッケル複合酸化物の体積抵抗が100~500Ω・cmの範囲内であり、前記リチウム金属リン酸化合物の体積抵抗が5~50Ω・cmの範囲内である正極。 - 前記LiMhPO4のMはFeを必須とする、請求項1に記載の正極。
- 前記LiMhPO4が、LiMnxFeyPO4(x+y=1、0<x<1、0<y<1)で表される請求項1または2に記載の正極。
- 前記記LiMnxFeyPO4のx、yが0.2≦x≦0.8、0.2≦y≦0.8の関係を満たす、請求項3に記載の正極。
- 前記LiaNibCocMndDeOfのbが0.5≦b≦0.7、cが0.2≦c≦0.35、dが0.2≦d≦0.35の関係を満たす、請求項1~4のいずれか1項に記載の正極。
- 前記リチウムニッケル複合酸化物と前記リチウム金属リン酸化合物との質量比が、65:35~85:15の範囲内である請求項1~5のいずれか1項に記載の正極。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の正極と、Si含有負極活物質を具備する負極とを備えるリチウムイオン二次電池。
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