JP5239209B2 - Method for producing positive electrode for lithium battery - Google Patents
Method for producing positive electrode for lithium battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP5239209B2 JP5239209B2 JP2007127009A JP2007127009A JP5239209B2 JP 5239209 B2 JP5239209 B2 JP 5239209B2 JP 2007127009 A JP2007127009 A JP 2007127009A JP 2007127009 A JP2007127009 A JP 2007127009A JP 5239209 B2 JP5239209 B2 JP 5239209B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- deposition source
- positive electrode
- source container
- vapor deposition
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 70
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims description 70
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 28
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 78
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 29
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 28
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 22
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 13
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 3
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 2
- SMBQBQBNOXIFSF-UHFFFAOYSA-N dilithium Chemical compound [Li][Li] SMBQBQBNOXIFSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 7
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910018091 Li 2 S Inorganic materials 0.000 description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 5
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 5
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- -1 lithium ion salt Chemical class 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910013553 LiNO Inorganic materials 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- LBSANEJBGMCTBH-UHFFFAOYSA-N manganate Chemical compound [O-][Mn]([O-])(=O)=O LBSANEJBGMCTBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKTYXVDYIKIYJP-UHFFFAOYSA-N 3h-dioxole Chemical compound C1OOC=C1 XKTYXVDYIKIYJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007857 Li-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008163 Li1+x Mn2-x O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008447 Li—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018657 Mn—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical class C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JJIJKNKBEFFVIK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[Mn+2] JJIJKNKBEFFVIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYTHZVVGVFAQHF-UHFFFAOYSA-N manganese(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Mn+3].[Mn+3] TYTHZVVGVFAQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N manganese(III) oxide Inorganic materials O=[Mn]O[Mn]=O GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229940062042 oxygen 50 % Drugs 0.000 description 1
- 229920002755 poly(epichlorohydrin) Polymers 0.000 description 1
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は、リチウム電池、リチウム電池用正極およびその製造方法に関し、より具体的には、化学反応性が低い原料を用いて、容易かつ安価に提供することができる、リチウム電池用正極の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a lithium battery, a positive electrode for a lithium battery, and a method for producing the same, and more specifically, production of a positive electrode for a lithium battery that can be easily and inexpensively provided using a raw material having low chemical reactivity. It is about the method.
携帯用の電子機器に多様な電池が搭載される時代にあって、電池には、常に軽量化、小型化または高エネルギー密度化が求められ、たとえばICカード、タグなどの電源用の二次電池が要求されている。上記ICカード等に用いられる二次電池は、小型化および薄肉化が極限まで追求され、薄膜技術と電池材料技術との融合による開発が進められている。たとえば、全固体電解質リチウム二次電池の正極をリチウム複合酸化物で、また負極を炭素材料および金属リチウムで、それぞれ構成する方法が開示されている(特許文献1)。その正極の一例のマンガン酸リチウム(LiMn2O4)の成膜法として、次の方法が上記文献の実施例に例示されている。 In the era when a variety of batteries are mounted on portable electronic devices, the batteries are always required to be lighter, smaller or have higher energy density. For example, secondary batteries for power supplies such as IC cards and tags Is required. Secondary batteries used in the above IC cards and the like are pursued to the utmost in miniaturization and thinning, and are being developed by integrating thin film technology and battery material technology. For example, a method is disclosed in which the positive electrode of an all solid electrolyte lithium secondary battery is composed of a lithium composite oxide, and the negative electrode is composed of a carbon material and metallic lithium (Patent Document 1). As a film forming method of lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) as an example of the positive electrode, the following method is exemplified in the examples of the above-mentioned document.
リチウムとマンガンとを、それぞれグラファイトまたはアルミナるつぼに入れたものを蒸発源とし、リチウムは抵抗加熱真空蒸着法(電流100A)により、またマンガンは電子ビーム真空蒸着法(電子加速電圧30kV、エミッション電流600mA)により、1×10−4TorrのAr50%+酸素50%の混合ガス雰囲気で蒸着する。この方法によれば、気相法によってリチウム二次電池の薄膜の正極を得ることができる。
上記の成膜法によれば、しかしながら、マンガンの蒸着材料に金属マンガンを、またリチウムの蒸発材料に金属リチウムを用いて、酸素雰囲気でマンガン酸リチウムを形成する。上記の成膜方法においては、粉末状の金属マンガン等の取り扱いに注意が必要であるが、その他では、とくに金属リチウムは化学反応性が高く、取り扱いに注意を要し、かつ高価であり、製造コストを押し上げる、という問題がある。本発明は、安価で化学活性の低い原料を用いて容易に製造できる、リチウム電池用正極の製造方法を提供することを目的とする。 According to the film forming method described above, however, metallic manganate is formed in an oxygen atmosphere using metallic manganese as the manganese vapor deposition material and metallic lithium as the lithium evaporation material. In the film formation method described above, care must be taken in handling powdered metal manganese, etc., but in other cases, metal lithium is particularly chemically reactive, requires care in handling, and is expensive. There is a problem of raising costs. An object of this invention is to provide the manufacturing method of the positive electrode for lithium batteries which can be easily manufactured using the raw material which is cheap and has low chemical activity.
本発明のリチウム電池用正極の製造方法は、気相法によって、マンガン酸リチウムまたはマンガン酸リチウムの部分置換型化合物からなる正極を形成する、リチウム電池用正極の製造方法である。この製造方法では、マンガン酸リチウムまたはマンガン酸リチウムの部分置換型化合物を基材上に形成するために、酸化マンガンを蒸着源容器に入れ、酸素含有雰囲気中で、蒸発用エネルギーを投入する工程を備え、蒸発用エネルギーを投入する前において、酸化マンガンを蒸着源容器に入れた後もしくは該蒸着源容器に入れる直前にその酸化マンガンを350℃以上500℃以下の温度に加熱するか、または酸化マンガンを蒸着源に入れる前に、その酸化マンガンを350℃以上500℃以下の温度に加熱し、露点0℃以下のドライ雰囲気内に保持しておくことを特徴とする。 The manufacturing method of the positive electrode for lithium batteries of this invention is a manufacturing method of the positive electrode for lithium batteries which forms the positive electrode which consists of a lithium manganate or the partial substitution type compound of lithium manganate by a gaseous-phase method. In this production method, in order to form lithium manganate or a partially substituted compound of lithium manganate on a substrate, manganese oxide is placed in a vapor deposition source container and energy for evaporation is introduced in an oxygen-containing atmosphere. Before or after supplying the energy for evaporation, the manganese oxide is heated to a temperature of 350 ° C. or more and 500 ° C. or less immediately after the manganese oxide is put into the deposition source vessel or immediately before the manganese oxide is put into the deposition source vessel. The manganese oxide is heated to a temperature of 350 ° C. or higher and 500 ° C. or lower and kept in a dry atmosphere with a dew point of 0 ° C. or lower before entering the evaporation source.
上記の方法によれば、マンガン原料に酸化マンガンを用いるので、粉末状態で発火することもなく化学的に安定であり、かつ安価である。なお、酸化マンガンは、主にMnO2(二酸化マンガン)が対象になるが、MnO(一酸化マンガン)、Mn2O3(三酸化二マンガン)、MnO2(二酸化マンガン)、Mn2O7(七酸化二マンガン)、Mn3O4(四酸化三マンガン)であってもよい。マンガン酸リチウムは、LiMn2O4等を含むLi1+xMn2−xO4(x=0〜0.33)、LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2、であってもよい。またマンガン酸リチウムの部分置換化合物は、Li1+xMn2−x−yMyO4(MはNi、Co、Cr、Cu、Fe、Al、Mgより選ばれた少なくとも1種の元素。x=0〜0.33、y=0〜0.33、2−x−y>0)、LiMn2−xMxO2(MはCo、Ni、Fe、Cr、Zn、Taより選ばれた少なくとも1種の元素。x=0.01〜0.1)、LiMn3MO3(MはCo、Ni、Fe、Cu、Znより選ばれた少なくとも1種の元素。)などが該当する。また、酸素含有雰囲気は、実質的に酸素のみの雰囲気であってもよい。 According to the above method, since manganese oxide is used as the manganese raw material, it is chemically stable without being ignited in a powder state, and is inexpensive. Note that manganese oxide is mainly MnO 2 is (manganese dioxide) is subject, MnO (manganese monoxide), Mn 2 O 3 (manganese sesquioxide), MnO 2 (manganese dioxide), Mn 2 O 7 ( Dimanganese heptaoxide), Mn 3 O 4 (trimanganese tetroxide) may be used. The lithium manganate may be Li 1 + x Mn 2−x O 4 (x = 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 including LiMn 2 O 4 or the like. The partially substituted compound of lithium manganate is Li 1 + x Mn 2−xy M y O 4 (M is at least one element selected from Ni, Co, Cr, Cu, Fe, Al, and Mg. X = 0~0.33, y = 0~0.33,2-x- y> 0), at least the LiMn 2-x M x O 2 (M chosen Co, Ni, Fe, Cr, Zn, than Ta One element, x = 0.01 to 0.1), LiMn 3 MO 3 (M is at least one element selected from Co, Ni, Fe, Cu, Zn), and the like. Further, the oxygen-containing atmosphere may be an atmosphere containing only oxygen.
酸化マンガンを蒸着源容器に入れた後もしくは該蒸着源容器に入れる直前に、その酸化マンガンを350℃以上500℃以下の温度に加熱するか、または前記酸化マンガンを蒸着源に入れる前に、その酸化マンガンを350℃以上500℃以下の温度に加熱し、露点0℃以下のドライ雰囲気内に保持しておかなければならない。酸化マンガンは空気中に放置すると、MnO2・H2O(酸化マンガン一水和物または亜マンガン酸)または水酸化マンガンMn(OH)2等が形成されやすいので、H2OまたはOHを含んだ原料のまま電子ビームなどの蒸発エネルギーを投入すると、突沸するなどの問題を生じる。この方法によれば、上記水和物のH2Oを加熱によって除去することができ、突沸するなどの問題を避けることができる。上記の熱処理温度が350℃未満の場合には、湿分は十分除去されず、また500℃を超えると酸素が抜けて、二酸化マンガン原料が変質してしまう。 The manganese oxide is heated to a temperature of 350 ° C. or more and 500 ° C. or less immediately after the manganese oxide is put into the deposition source container or immediately before the manganese oxide is put into the deposition source container, or before the manganese oxide is put into the deposition source. Manganese oxide must be heated to a temperature of 350 ° C. or higher and 500 ° C. or lower and kept in a dry atmosphere with a dew point of 0 ° C. or lower. When manganese oxide is left in the air, since the MnO 2 · H 2 O (manganese oxide monohydrate or manganite) or manganese Mn (OH) 2, etc. hydroxide is easily formed, contains H 2 O or OH If evaporating energy such as an electron beam is input with the raw material, problems such as bumping occur. According to this method, H 2 O of the hydrate can be removed by heating, and problems such as bumping can be avoided. When the heat treatment temperature is less than 350 ° C., moisture is not sufficiently removed, and when it exceeds 500 ° C., oxygen is released and the manganese dioxide raw material is altered.
さらに、酸化リチウム(Li2O)、炭酸リチウム(Li2CO3)および硝酸リチウム(LiNO3)のうちの少なくとも1種類を、上記リチウム化合物用の蒸着源容器に入れ、酸化マンガンの蒸着源容器内に蒸発用エネルギーを投入する時期に合わせて、リチウム化合物用の蒸着源容器内に蒸発用エネルギーを投入することができる。この方法によれば、正極活物質のマンガン酸リチウムのリチウム原料に、化学的に安定で、安価な材料を用いることができる。上記のリチウム原料は、ドライ雰囲気で取り扱う必要がなく、正極の製造を容易化することができる。 Furthermore, at least one of lithium oxide (Li 2 O), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), and lithium nitrate (LiNO 3 ) is put in the vapor deposition source container for the lithium compound, and the manganese oxide vapor deposition source container The evaporation energy can be input into the vapor deposition source container for the lithium compound in accordance with the timing when the evaporation energy is input. According to this method, a chemically stable and inexpensive material can be used for the lithium raw material of lithium manganate as the positive electrode active material. The lithium raw material does not need to be handled in a dry atmosphere, and can facilitate the production of the positive electrode.
上記のマンガン酸リチウムの部分置換型化合物内の置換元素である遷移金属またはその遷移金属化合物の少なくとも1種類を、その遷移金属用の蒸着源容器に入れ、酸化マンガンの蒸着源容器内に蒸発用エネルギーを投入する時期に合わせて、その遷移金属用の蒸着源容器内に蒸発用エネルギーを投入することができる。この方法によれば、正極活物質を構成するマンガン酸リチウムの部分置換化合物の置換元素である遷移金属を、安価な材料とすることができる。 The transition metal or at least one of the transition metal compounds as a substitution element in the above partially substituted compound of lithium manganate is placed in a vapor deposition source container for the transition metal, and evaporated in the vapor deposition source container for manganese oxide. In accordance with the time when energy is input, the energy for evaporation can be input into the vapor deposition source container for the transition metal. According to this method, the transition metal, which is a substitution element of the partially substituted compound of lithium manganate constituting the positive electrode active material, can be made an inexpensive material.
上記のリチウム化合物用の蒸着源容器内および/または遷移金属用の蒸着源容器内に投入する蒸発用エネルギーを、酸化マンガンの蒸着源容器内に投入する蒸発用エネルギーと同じ種類のエネルギーとすることができる。この方法によれば、蒸発用エネルギーの発射源の数を抑制でき、マンガン酸リチウムの形成を行なう成膜装置の構造を簡単にすることができる。 Evaporation energy input into the above-described vapor deposition source container for lithium compounds and / or transition metal deposition source containers should be the same type of energy as the evaporation energy input into the manganese oxide vapor deposition source container. Can do. According to this method, the number of evaporation energy emission sources can be suppressed, and the structure of the film forming apparatus for forming lithium manganate can be simplified.
上記の酸化マンガンの蒸着源容器にリチウム化合物用の蒸着源容器および/または遷移金属用の蒸着源容器を兼ねさせ、当該酸化マンガンの蒸着源容器内に、酸化リチウム、炭酸リチウムおよび硝酸リチウムのうちの少なくとも1種類、および/または遷移金属およびその遷移金属の化合物の少なくとも1種類を、を入れることができる。この方法によれば、1つのるつぼを用いて、その1つのるつぼに蒸発用エネルギーを投入することができる。このため、るつぼを2つ準備して格別に蒸発用エネルギーを投入する複雑な機構が不要となる。 The manganese oxide deposition source container also serves as a lithium compound deposition source container and / or transition metal deposition source container, and the manganese oxide deposition source container includes lithium oxide, lithium carbonate, and lithium nitrate. And / or at least one of a transition metal and a compound of the transition metal. According to this method, using one crucible, the energy for evaporation can be input to the one crucible. For this reason, the complicated mechanism which prepares two crucibles and throws in the energy for vaporization becomes unnecessary.
上記の蒸発エネルギーに、電子ビームまたはレーザービームを用いることができる。この方法によれば、従来からよく知られている電子ビーム銃やレーザー発振装置を用いて、蒸発エネルギーとすることができる。 An electron beam or a laser beam can be used for the evaporation energy. According to this method, the evaporation energy can be obtained by using an electron beam gun or a laser oscillation device that has been well known.
上記のリチウム電池用正極は、上記のいずれかの製造方法で製造されたものであり、それぞれ上記した作用効果を奏する。 The positive electrode for a lithium battery is manufactured by any one of the manufacturing methods described above, and has the above-described effects.
上記のリチウム電池は、(固体電解質、液体電解質、リチウムイオン塩を含むイオン伝導性高分子およびイオン性液体)のうちのいずれかの電解質と、負極と、上記のいずれかのリチウム電池用正極の製造方法で製造された正極とを備えることを特徴とする。 The lithium battery includes any one of (solid electrolyte, liquid electrolyte, ion conductive polymer and ionic liquid including a lithium ion salt), a negative electrode, and any one of the above positive electrodes for a lithium battery. And a positive electrode manufactured by the manufacturing method.
上記のリチウム電池は、正極を容易にかつ安価に製造できるので、安価なリチウム電池を組み立てることができる。なお、上記のリチウム電池は二次電池を主対象にするが、一次電池であってもよい。 Since the above lithium battery can manufacture the positive electrode easily and inexpensively, an inexpensive lithium battery can be assembled. The lithium battery is mainly a secondary battery, but may be a primary battery.
本発明のリチウム二次電池用正極の製造方法によれば、安価で化学活性の低い原料を用いてリチウム二次電池用正極を容易に製造することができる。 According to the method for producing a positive electrode for a lithium secondary battery of the present invention, it is possible to easily produce a positive electrode for a lithium secondary battery using an inexpensive raw material having low chemical activity.
図1は、本発明の実施の形態におけるリチウム電池用正極の製造方法を示す図である。また、図2は、基材1とリチウム電池用正極2とを含む正極体10を示す図であり、図3はその正極体10を含むリチウム電池50を示す図である。まず、リチウム電池用正極2の製造方法に限定して説明する。リチウム電池用正極2は、導電性の基材1上に形成する。その導電性基材1には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼などの導電性材料を用いることができる。
FIG. 1 is a diagram showing a method for producing a positive electrode for a lithium battery in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a
酸化マンガンは、るつぼ内で蒸発用エネルギーが投入されたとき、含有する湿分のために突沸のおそれがあるので、突沸を防止するため、酸化マンガンを空気中で350℃〜500℃の範囲内で3時間〜10時間の熱処理を行う(図1のステップS1)。その後、湿分の吸着を防止するため、上記の熱処理をされた酸化マンガンをドライ雰囲気(露点範囲:0℃以下)で保存する(ステップS2)。このステップS2は、上記の熱処理後にるつぼに入れて蒸発用エネルギーを投入するまでの期間が短い場合(るつぼ内熱処理の場合またはるつぼ外熱処理で短時間放置の場合)、省略することができる。 Manganese oxide has a risk of bumping due to the moisture contained when evaporation energy is input in the crucible, so that manganese oxide is in the range of 350 ° C to 500 ° C in air to prevent bumping. Then, heat treatment is performed for 3 to 10 hours (step S1 in FIG. 1). Thereafter, in order to prevent moisture adsorption, the heat-treated manganese oxide is stored in a dry atmosphere (dew point range: 0 ° C. or lower) (step S2). This step S2 can be omitted if the period after the above heat treatment is put into the crucible and the energy for evaporation is short (in the case of heat treatment in the crucible or left in the crucible for a short time).
次いで、図4に示す成膜チャンバ15内で、基板1上にマンガン酸リチウムからなる正極2を蒸着によって形成する。るつぼ61に上記の酸化マンガンを入れ、またるつぼ62に、予め準備した酸化リチウム(Li2O)、炭酸リチウム(Li2CO3)および硝酸リチウム(LiNO3)の少なくとも1種類の原料を入れて、図4に示す成膜チャンバ15内に配置する(ステップS3)。蒸発用エネルギーには電子ビームを用い、電子ビーム真空蒸着法により酸素雰囲気中で、上記のるつぼ61,62内に電子ビームを照射する(ステップS4)。電子ビーム真空蒸着の条件の範囲は、電子加速電圧範囲8〜30V、また電子電流範囲40mA〜2Aとするのがよい。るつぼ61,62からの蒸発が安定したら、シャッタ52を開き、基材1上にマンガン酸リチウムを蒸着する(ステップS5)。
Next, the
ステップS3において、上記のリチウム化合物および酸化マンガンは、別々のるつぼに入れてもよいし、混合して1つのるつぼに入れてもよい。1つのるつぼとする場合には、電子ビームなどの投入エネルギーもその1つのるつぼ内に投入すればよいので、装置構成など簡単化でき、エネルギー効率も高くすることができる。るつぼは、水冷銅製、アルミナ製、またはグラファイト製のものを用いるのがよい。雰囲気は、用いるるつぼの個数によらず、酸素雰囲気(1sccm)とするのがよい。 In step S3, the lithium compound and manganese oxide may be put in separate crucibles or mixed and put in one crucible. In the case of using one crucible, it is only necessary to input energy such as an electron beam into the one crucible, so that the apparatus configuration can be simplified and the energy efficiency can be increased. The crucible is preferably made of water-cooled copper, alumina, or graphite. The atmosphere is preferably an oxygen atmosphere (1 sccm) regardless of the number of crucibles used.
上記のプロセスにより、図2に示す正極体10を製造することができる。上記のプロセスによれば、原料の酸化マンガンは、熱処理を経て湿分を除去された状態でるつぼ61,62に入るので突沸のおそれはなく、取り扱いが容易であり、かつ原料の酸化マンガン自体、マンガンに比べて安価である。また酸化リチウム(Li2O)、炭酸リチウム(Li2CO3)および硝酸リチウム(LiNO3)については、化学的に安定であり、取り扱いが容易であり、とくに吸湿性がないので、熱処理をする必要はない。また、上記のリチウム化合物は、リチウム単体の比べて安価である。この結果、原料における安価および製造工程上の安価、の両方の経済性を得ることができる。
The
蒸着されたマンガン酸リチウムの薄膜について、結晶構造はX線回折(XRD: Xray Diffraction)により、また組成分析は誘導結合プラズマ発光分析法(ICP: Inductively coupled plasma)によって、それぞれ分析することができる。上記のマンガン酸リチウムは、LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2等が該当する。マンガン酸リチウムは組成的に広い幅があり、リチウム電池の正極としてどれも同様の作用効果を奏する。このため、上述したように、1つのるつぼに酸化マンガンと、上記リチウム化合物とを混合して、1つの蒸発用エネルギーを投入する方法によっても、実用上、問題ない正極を得ることが可能となる。 With respect to the deposited thin film of lithium manganate, the crystal structure can be analyzed by X-ray diffraction (XRD), and the composition analysis can be performed by inductively coupled plasma (ICP). The lithium manganate corresponds to LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 or the like. Lithium manganate has a wide composition, and all of them have the same effect as the positive electrode of a lithium battery. For this reason, as described above, it is possible to obtain a practically satisfactory positive electrode even by a method in which manganese oxide and the lithium compound are mixed in one crucible and one evaporation energy is input. .
上記の工程によってリチウム電池用正極2を、化学的に安定な材料を用いて、安価にかつ容易に作製できることが確認された。次に、上記の正極体10を用いて、図3に示すリチウム電池50を製造する方法について説明する。
It was confirmed that the
(全固体薄膜リチウム電池)
まず、図3のリチウム電池50が全固体薄膜リチウム電池である場合について説明する。正極2の上に、固体の電解質3が位置し、その電解質3の上に負極4が位置する。固体の電解質3は、たとえば薄膜の硫化物電解質により形成することができ、また負極4はリチウムによって形成することができる。硫化物の電解質3としては、P2S5−Li2S等を用いるのがよい。硫化物の電解質3は、レーザアブレーション法すなわちPLD法、もしくは真空蒸着法にて形成するのがよい。Li2Sを載せたカーボンボートおよびP2S5を載せたカーボンボートに、電流を流すことによりLi2SおよびP2S5を蒸発させる。これら蒸発源の近くには水晶振動子が配置されており、周波数変化により蒸発レートをモニターし、電流をフィードバック制御することで、Li2SとP2S5とのモル濃度比(Li2S/P2S5)が3となるようにするのがよい。上記の硫化物系固体電解質は酸素を含有するものであってもよい。また硫化物系固体電解質ではなく、Li−P−O−N系で構成してもよい。
(All-solid-state thin film lithium battery)
First, the case where the
その後、負極4のリチウムを真空蒸着する。次いで、導電性の基材(正極集電体)1、および負極リチウム4に金属を接触させて集電タブを形成する。負極4には、リチウムの代わりに、リチウム合金Li−Al、Li−Mn−Alなどであってもよい。タブには部分的に絶縁性の樹脂がコートされ、樹脂部がアルミニウムでラミネートされる際に熱圧着され、電池を大気および水分から封止し、かつ電気を取り出すようにする。
Thereafter, lithium of the
(液体電解質リチウム電池)
電解液を用いたリチウム電池50の構造は、電解質3が液体であり、図示していないセパレータが必要になる点で全固体リチウム電池と相違するが、基本的な構成は図3と同じなので、図3を用いて説明する。電解質3を構成する電解液には、有機溶媒(非水溶媒)に溶解させた電解質を用いる。電解液用に使用できる非水溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、1,3−ジオキソランなどの公知の有機溶媒を、1種類または2種類以上組み合わせて用いることができる。これに、0.5〜2M程度のLiClO4、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiAsF6など公知の電解質を溶解して電解液とすることができる。また、上記の電解液の代わりにイオン性液体(常温溶融塩または低温溶融塩)を用いてもよく、ピリジニウム塩などのオニウム塩など、この範疇に入る電解質であれば何でもよい。
(Liquid electrolyte lithium battery)
The structure of the
上記の電解液またはイオン性液体を、間隔をあけて位置する正極2および負極4の間に、漏れが生じないように絶縁コートした缶などを用い、上記のセパレータを配置しながら装着する。正極2には上記のマンガン酸リチウムを用い、負極4には、リチウム、炭素材料など公知のものを用いることができる。また、セパレータには、たとえばポリオレフィン系樹脂の不織布や多孔質フィルムなどを使用することができる。
The above electrolytic solution or ionic liquid is mounted between the
(固体形リチウムイオン電池)
固体形リチウムイオン電池では、図3に示す電解質3に、固体電解質タイプのイオン伝導体を用いる。このようなイオン伝導性を有する高分子としては、ポリエチレンオキサイド(ポリエチレングリコール)およびその誘導体、またはその共重合体などの高分子に、リチウムイオン塩を溶解もしくは分散したものを用いることができる。すなわち、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系高分子化合物、ポリエーテル化合物の架橋体高分子、ポリエピクロルヒドリン、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンカーボネート、ポリアクリロニトリル等の高分子化合物に、リチウム塩、またはリチウムを主体とするアルカリ金属塩を複合させた系、またはこれに炭酸プロピレン、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等の高い誘電率を持つ有機化合物を配合した系を用いることができる。このタイプのリチウム電池には、セパレータは不要である。
(Solid-type lithium ion battery)
In the solid lithium ion battery, a solid electrolyte type ion conductor is used for the
(実施例1)
基材としてステンレス鋼板を用いた。酸化マンガンを400℃×3時間の熱処理した後、ドライ雰囲気中に保存した。酸化リチウムを、上記の保存された酸化マンガンと、別々のるつぼに入れ、酸素雰囲気(酸素1sccm)中で、それぞれのるつぼに電子ビームを照射して、上記の基板(基板温度500℃)上に、マンガン酸リチウムを蒸着した。電子ビームの照射条件は、電子加速電圧10V、電子電流120mAとした。
Example 1
A stainless steel plate was used as the substrate. Manganese oxide was heat-treated at 400 ° C. for 3 hours and then stored in a dry atmosphere. Lithium oxide is placed in a separate crucible from the above-mentioned stored manganese oxide, and each crucible is irradiated with an electron beam in an oxygen atmosphere (
得られたマンガン酸リチウムの薄膜の厚みを段差法によって測定したところ、厚み1μmであった。また、このマンガン酸リチウムについてのX線回折像を図5に示す。このX線回折像により、マンガン酸リチウムのスピネル構造が得られていることが確認された。 When the thickness of the obtained lithium manganate thin film was measured by the step method, the thickness was 1 μm. Moreover, the X-ray-diffraction image about this lithium manganate is shown in FIG. From this X-ray diffraction image, it was confirmed that a spinel structure of lithium manganate was obtained.
(実施例2)
基材は、実施例1と同じステンレス鋼板とした。酸化マンガンに400℃×3時間の熱処理を施した後、直ぐに、酸化リチウムと混合して、1つのるつぼに入れた。酸素1sccmの酸素雰囲気中において、上記のるつぼ内に電子ビーム照射をして、上記の基材上にマンガン酸リチウムを蒸着した。電子ビーム照射の条件は、実施例1と同様に、電子加速電圧10V、電子電流120mAとした。
(Example 2)
The base material was the same stainless steel plate as in Example 1. Manganese oxide was heat treated at 400 ° C. for 3 hours, and immediately mixed with lithium oxide and placed in one crucible. In an oxygen atmosphere of 1 sccm of oxygen, the crucible was irradiated with an electron beam to deposit lithium manganate on the substrate. The conditions for electron beam irradiation were the same as in Example 1, with an electron acceleration voltage of 10 V and an electron current of 120 mA.
マンガン酸リチウムの段差法による厚みは、1μmであった。また、このマンガン酸リチウムについてのX線回折像により、マンガン酸リチウムのスピネル構造が得られていることが確認された。 The thickness of the lithium manganate by the step method was 1 μm. Moreover, it was confirmed from the X-ray diffraction image about this lithium manganate that the spinel structure of lithium manganate was obtained.
上記した本発明の実施の形態のリチウム電池用正極、リチウム電池用正極の製造方法について、次のような作用効果および他の製造方法例に注意を払うべきである。
(1)上記の実施の形態では、正極として、マンガン酸リチウムを例示したが、マンガン酸リチウムの遷移金属元素による部分置換型化合物もある。
(2)リチウム電池は、リチウム二次電池およびリチウム一次電池を含む。
With regard to the above-described method for manufacturing a positive electrode for a lithium battery and a positive electrode for a lithium battery according to an embodiment of the present invention, attention should be paid to the following effects and other examples of the manufacturing method.
(1) In the above embodiments, as the positive electrode, it is shown an example manganate lithium, there is also a partial replacement type compound according to the transition metal element of the lithium manganate.
(2) The lithium battery includes a lithium secondary battery and a lithium primary battery.
上記において、本発明の実施の形態および実施例について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態および実施例は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the embodiments and examples of the present invention disclosed above are merely examples, and the scope of the present invention is the implementation of these inventions. It is not limited to the form. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
本発明のリチウム電池、リチウム電池用正極およびその製造方法によれば、薄膜の正極の製造に際し、化学的に安定で、また湿分を含まない安価な原料を用いるので、取り扱いが容易であり、経済性に優れた製品を供給することができる。 According to the lithium battery of the present invention, the positive electrode for a lithium battery and the method for producing the same, it is easy to handle because it uses an inexpensive raw material that is chemically stable and does not contain moisture when producing a thin film positive electrode. It can supply products with excellent economic efficiency.
1 基材(正極集電体)、2 正極、3 電解質、4 負極、10 正極体、15 成膜チャンバ、50 リチウム電池、52 シャッタ、61,62 るつぼ。
1 base material (positive electrode current collector), 2 positive electrode, 3 electrolyte, 4 negative electrode, 10 positive electrode body, 15 film forming chamber, 50 lithium battery, 52 shutter, 61, 62 crucible.
Claims (6)
前記マンガン酸リチウムまたはマンガン酸リチウムの部分置換型化合物を基材上に形成するために、酸化マンガンを蒸着源容器に入れ、酸素含有雰囲気中で、蒸発用エネルギーを投入する工程を備え、
前記蒸発用エネルギーを投入する前において、前記酸化マンガンを蒸着源容器に入れた後もしくは該蒸着源容器に入れる直前にその酸化マンガンを350℃以上500℃以下の温度に加熱するか、または前記酸化マンガンを蒸着源に入れる前に、その酸化マンガンを350℃以上500℃以下の温度に加熱し、露点0℃以下のドライ雰囲気内に保持しておくことを特徴とする、リチウム電池用正極の製造方法。 A method for producing a positive electrode for a lithium battery, wherein a positive electrode comprising a lithium manganate or a partially substituted compound of lithium manganate is formed by a vapor phase method,
In order to form the lithium manganate or the partially substituted compound of lithium manganate on the substrate, manganese oxide is put into a vapor deposition source container, and the step of supplying energy for evaporation in an oxygen-containing atmosphere is provided.
Before supplying the energy for evaporation, the manganese oxide is heated to a temperature of 350 ° C. or more and 500 ° C. or less immediately after the manganese oxide is placed in the deposition source vessel or immediately before being put into the deposition source vessel, or the oxidation Manufacture of a positive electrode for a lithium battery, wherein the manganese oxide is heated to a temperature of 350 ° C. or higher and 500 ° C. or lower and kept in a dry atmosphere with a dew point of 0 ° C. or lower before the manganese is put into a vapor deposition source. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007127009A JP5239209B2 (en) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | Method for producing positive electrode for lithium battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007127009A JP5239209B2 (en) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | Method for producing positive electrode for lithium battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008282731A JP2008282731A (en) | 2008-11-20 |
| JP5239209B2 true JP5239209B2 (en) | 2013-07-17 |
Family
ID=40143363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007127009A Expired - Fee Related JP5239209B2 (en) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | Method for producing positive electrode for lithium battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5239209B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3162764B1 (en) | 2015-11-02 | 2018-04-04 | IMEC vzw | Methods for forming lithium manganese oxide layers |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08287901A (en) * | 1995-04-19 | 1996-11-01 | Nissin Electric Co Ltd | Manufacture of positive electrode for lithium secondary battery |
| EP1359636A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-11-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing electrochemical device |
| JP2003288937A (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-10 | Mitsubishi Chemicals Corp | Electrolyte for non-aqueous secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same |
| JP2004047317A (en) * | 2002-07-12 | 2004-02-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | Organic electrolyte secondary battery |
-
2007
- 2007-05-11 JP JP2007127009A patent/JP5239209B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008282731A (en) | 2008-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4650603B2 (en) | Anode material for secondary battery, method for producing the same, and secondary battery using the same | |
| US9859559B2 (en) | Lithium ion conductor, and solid electrolyte, active material, and lithium battery each including the lithium ion conductor | |
| US8277683B2 (en) | Nano-sized structured layered positive electrode materials to enable high energy density and high rate capability lithium batteries | |
| JP4954865B2 (en) | Negative electrode active material having improved electrochemical characteristics and electrochemical device including the same | |
| JP6043614B2 (en) | Protective negative electrode, lithium-air battery including the same, and all solid state battery including the same | |
| KR20190051863A (en) | Positive electrode material including lithium manganese-based positive electrode active material having spinel structure, positive electrode and lithium secondary battery including the same | |
| US20100173098A1 (en) | Method for producing electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2004319489A (en) | Negative electrode for lithium battery, method for producing the same, and lithium battery including the same | |
| CN111226332A (en) | Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing same, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for producing same | |
| US12155070B2 (en) | Lithium metal composite oxide powder and positive electrode active material for lithium secondary battery | |
| CN113677628B (en) | Lithium metal composite oxide powder, positive electrode active material for lithium secondary batteries, and method for manufacturing lithium metal composite oxide powder | |
| KR20170012042A (en) | Solid electrolyte and Solid battery | |
| US10749176B2 (en) | Cathode active material used for lithium ion secondary battery, method for producing same, and lithium ion secondary battery | |
| CN113677627A (en) | Lithium composite metal oxide powder and positive electrode active material for lithium secondary battery | |
| US20230387402A1 (en) | Positive-electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery | |
| US20220181620A1 (en) | Lithium metal composite oxide powder, positive electrode active material for lithium secondary battery, and method for producing lithium metal composite oxide powder | |
| US20230312370A1 (en) | Positive electrode active material, preparation method thereof, and positive electrode | |
| US20230327105A1 (en) | Positive electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery | |
| US20100261066A1 (en) | Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same | |
| KR20220044660A (en) | Solid ion conductor, preparing method thereof, positive electrode including the same, negative electrode including the same, and electrochemical cell including the same | |
| JP5239209B2 (en) | Method for producing positive electrode for lithium battery | |
| KR20220044096A (en) | Solid ion conductor, positive electrode including the same, and electrochemical cell including the same | |
| US20250140835A1 (en) | Cathode active material powder for lithium secondary battery, electrode, and solid lithium secondary battery | |
| KR102224039B1 (en) | Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same | |
| JP2013095603A (en) | Method for producing lithium composite metal oxide, lithium composite metal oxide and secondary battery for nonaqueous electrolyte secondary battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20091222 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100113 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100121 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120622 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120709 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120727 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121030 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121128 |
|
| 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: 20130305 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130318 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |