JP6642710B2 - Positive electrode material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery using the same, and lithium secondary battery - Google Patents
Positive electrode material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery using the same, and lithium secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP6642710B2 JP6642710B2 JP2018525005A JP2018525005A JP6642710B2 JP 6642710 B2 JP6642710 B2 JP 6642710B2 JP 2018525005 A JP2018525005 A JP 2018525005A JP 2018525005 A JP2018525005 A JP 2018525005A JP 6642710 B2 JP6642710 B2 JP 6642710B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- secondary battery
- lithium secondary
- active material
- electrode active
- 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
Links
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 title claims description 138
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims description 127
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 122
- -1 boric acid ester Chemical class 0.000 claims description 57
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 56
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 16
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 9
- IZEVWCPYYXBRCQ-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tri(propan-2-yloxy)-1,3,5,2,4,6-trioxatriborinane Chemical compound CC(C)OB1OB(OC(C)C)OB(OC(C)C)O1 IZEVWCPYYXBRCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- ZFMOJHVRFMOIGF-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trimethoxy-1,3,5,2,4,6-trioxatriborinane Chemical compound COB1OB(OC)OB(OC)O1 ZFMOJHVRFMOIGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 claims description 6
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 4
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 3
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 claims description 3
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 85
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 78
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 59
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 44
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 24
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 22
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 18
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 18
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 14
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 12
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 12
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 11
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 10
- BRTALTYTFFNPAC-UHFFFAOYSA-N boroxin Chemical compound B1OBOBO1 BRTALTYTFFNPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 7
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 4
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 4
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006115 defluorination reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 4
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 4
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 4
- 229910021437 lithium-transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 4
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 3
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910021446 cobalt carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOTKGJBKKKVBJZ-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+);carbonate Chemical compound [Co+2].[O-]C([O-])=O ZOTKGJBKKKVBJZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 description 3
- 229940093474 manganese carbonate Drugs 0.000 description 3
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 1,3-Propane sultone Chemical compound O=S1(=O)CCCO1 FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GBBSAMQTQCPOBF-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trimethyl-1,3,5,2,4,6-trioxatriborinane Chemical compound CB1OB(C)OB(C)O1 GBBSAMQTQCPOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013075 LiBF Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 2
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTCBESYPKJLRBQ-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Li+].[B+3].[O-2] Chemical compound [O-2].[Li+].[B+3].[O-2] QTCBESYPKJLRBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-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
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 2
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DEUISMFZZMAAOJ-UHFFFAOYSA-N lithium dihydrogen borate oxalic acid Chemical compound B([O-])(O)O.C(C(=O)O)(=O)O.C(C(=O)O)(=O)O.[Li+] DEUISMFZZMAAOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 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 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N sulfonyldimethane Chemical compound CS(C)(=O)=O HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N trimethyl borate Chemical compound COB(OC)OC WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphate Chemical compound COP(=O)(OC)OC WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphite Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQXMLPWEDVZNPA-UHFFFAOYSA-N 1,2-dicyclohexylbenzene Chemical compound C1CCCCC1C1=CC=CC=C1C1CCCCC1 OQXMLPWEDVZNPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIDJAFJQNGAZNX-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethyl-3-(2-phenylphenyl)benzene Chemical group CC1=CC=CC(C=2C(=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1C UIDJAFJQNGAZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXWIAEOZZQADEY-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triphenylbenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC(C=2C=CC=CC=2)=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 SXWIAEOZZQADEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUAMLBIYJDPGFU-UHFFFAOYSA-N 1,3-dimethoxypropane Chemical compound COCCCOC UUAMLBIYJDPGFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CAQYAZNFWDDMIT-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-2-methoxyethane Chemical compound CCOCCOC CAQYAZNFWDDMIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006218 1-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000006219 1-ethylpentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- YBJCDTIWNDBNTM-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylethane Chemical compound CCS(C)(=O)=O YBJCDTIWNDBNTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 2-(2-sulfanylethyl)isoindole-1,3-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)N(CCS)C(=O)C2=C1 UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006176 2-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003229 2-methylhexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000005916 2-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004337 3-ethylpentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000003469 3-methylhexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- LJPCNSSTRWGCMZ-UHFFFAOYSA-N 3-methyloxolane Chemical compound CC1CCOC1 LJPCNSSTRWGCMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005917 3-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- LWLOKSXSAUHTJO-UHFFFAOYSA-N 4,5-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound CC1OC(=O)OC1C LWLOKSXSAUHTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015118 LiMO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021314 NaFeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N adiponitrile Chemical compound N#CCCCCC#N BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- ZCILODAAHLISPY-UHFFFAOYSA-N biphenyl ether Natural products C1=C(CC=C)C(O)=CC(OC=2C(=CC(CC=C)=CC=2)O)=C1 ZCILODAAHLISPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005619 boric acid group Chemical class 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940043232 butyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N cyclohexylbenzene Chemical compound [CH]1CCCC[C@@H]1C1=CC=CC=C1 HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethane Chemical compound COCOC NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRMLWYXJORUTBG-UHFFFAOYSA-N dimethylphosphorylmethane Chemical compound CP(C)(C)=O LRMLWYXJORUTBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000007908 dry granulation Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N ethoxymethoxyethane Chemical compound CCOCOCC KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940093499 ethyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- CYEDOLFRAIXARV-UHFFFAOYSA-N ethyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCC CYEDOLFRAIXARV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VBQUDDWATQWCPP-UHFFFAOYSA-N ethylsulfonylbenzene Chemical compound CCS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 VBQUDDWATQWCPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QBHWPVJPWQGYDS-UHFFFAOYSA-N hexaphenylbenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C(=C(C=1C=CC=CC=1)C(C=1C=CC=CC=1)=C1C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1C1=CC=CC=C1 QBHWPVJPWQGYDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004491 isohexyl group Chemical group C(CCC(C)C)* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 150000002641 lithium Chemical class 0.000 description 1
- XIXADJRWDQXREU-UHFFFAOYSA-M lithium acetate Chemical compound [Li+].CC([O-])=O XIXADJRWDQXREU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- MBABOKRGFJTBAE-UHFFFAOYSA-N methyl methanesulfonate Chemical compound COS(C)(=O)=O MBABOKRGFJTBAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N methyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OC KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCDWETOKTFWTHA-UHFFFAOYSA-N methylsulfonylbenzene Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 JCDWETOKTFWTHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 1
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N n-Propyl acetate Natural products CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000003136 n-heptyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- MHYFEEDKONKGEB-UHFFFAOYSA-N oxathiane 2,2-dioxide Chemical compound O=S1(=O)CCCCO1 MHYFEEDKONKGEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003538 pentan-3-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 150000008301 phosphite esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229940090181 propyl acetate Drugs 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003548 sec-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000010334 sieve classification Methods 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBDNRNMVTZADMQ-UHFFFAOYSA-N sulfolene Chemical compound O=S1(=O)CC=CC1 MBDNRNMVTZADMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphite Chemical compound CCOP(OCC)OCC BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphite Chemical compound COP(OC)OC CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)(=O)OC1=CC=CC=C1 XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005550 wet granulation Methods 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 description 1
Images
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
- H01M4/13—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
-
- 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
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、リチウム二次電池の正極に用いられる正極材料及びそれを用いたリチウム二次電池に関する。 The present invention relates to a positive electrode material used for a positive electrode of a lithium secondary battery and a lithium secondary battery using the same.
リチウム二次電池は、携帯電話、ノートパソコン等の移動体通信用電源、家庭用電気機器用電源、電力貯蔵装置、無停電電源装置等の定置用電源、船舶、鉄道、自動車等の駆動電源等の分野において広く実用化が進められている。リチウム二次電池には、例えば、負極活物質として、リチウム金属やリチウム合金、金属酸化物、カーボン等が用いられ、正極活物質として、リチウムと遷移金属とを含むリチウム複合化合物が用いられる。 Lithium rechargeable batteries are power supplies for mobile communications such as mobile phones and notebook computers, power supplies for home electric appliances, power storage devices, stationary power supplies such as uninterruptible power supplies, and drive power supplies for ships, railways, automobiles, etc. Practical application is being promoted widely in the field of. In a lithium secondary battery, for example, lithium metal, a lithium alloy, a metal oxide, carbon, or the like is used as a negative electrode active material, and a lithium composite compound containing lithium and a transition metal is used as a positive electrode active material.
リチウム二次電池用正極は、正極活物質と結着剤等とを分散媒中で混練して、ペースト状の正極合剤を調製し、この正極合剤を集電体等の基材に塗布し、乾燥、成形して作製するのが一般的である。リチウムを含む原料を用いて正極を作製するとき、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の結着剤がアルカリ成分に晒されると、結着剤の分子鎖同士がアルカリ成分と反応して三次元的な架橋を形成し、スラリー状の正極合剤がゲル化することが知られている。 For a positive electrode for a lithium secondary battery, a paste-like positive electrode mixture is prepared by kneading a positive electrode active material and a binder in a dispersion medium, and the positive electrode mixture is applied to a base material such as a current collector. It is generally manufactured by drying, molding and forming. When a positive electrode is manufactured using a raw material containing lithium, when a binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF) is exposed to an alkali component, the molecular chains of the binder react with the alkali component to form a three-dimensional structure. It is known that a positive electrode mixture in a slurry state is gelled by forming crosslinks.
リチウム二次電池用正極に用いられるリチウム複合化合物としては、α−NaFeO2型の結晶構造を有するLiMO2(Mは、Ni、Co、Mn等の金属元素を示す。)が知られている。例えば、特許文献1には、一般式LixNi1−yAyO2(0.98≦x≦1.10、0.05≦y≦0.30、AはCo、Al、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、MoおよびWからなる群より選択される1種以上)で表されるNiの割合が高い正極活物質粒子の表面にジルコニウムやチタニウムの酸化物の被覆層を設ける技術が開示されている。The lithium composite compound used in the positive electrode for lithium secondary battery, LiMO 2 with alpha-NaFeO 2 type crystal structure (M is, Ni, Co, indicates a metal element such as Mn.) Is known. For example,
特許文献1によると、特定の有機ジルコニウム化合物および/又は有機チタニウム化合物をアセチルアセトンによりキレート化した後、特定の溶媒を添加してコーティング液を作製し、このコーティング液をニッケル複合酸化物粒子と混合すると、熱処理により被覆層を具備した正極活物質が得られ、正極の製造に用いるペースト状組成物のゲル化を抑制することができるとされている。
According to
ところで、リチウム二次電池は、LiPF6、LiBF4等のリチウム塩を溶解した電解液を含んで構成され、電池性能の向上のためには、電解液と活物質との界面抵抗や、電解液の分解を低減することが重要である。例えば、特許文献2には、炭酸エステル及びホウ酸エステルから選ばれる少なくとも1種の溶媒と、LiBF4とに、環状ボロキシン化合物を添加する技術が開示されている。特許文献2によると、環状ボロキシン化合物を添加した電解液中で電圧を印加して表面処理した正極活物質は、界面抵抗が小さくなるとされている。また、特許文献3には、リチウム遷移金属酸化物及びボロン含有化合物を乾式混合して熱処理し、リチウム遷移金属酸化物の表面をホウ素リチウム酸化物でコーティングした正極が開示されている。ボロン含有化合物を熱処理することにより、リチウム遷移金属酸化物上に存在するリチウム不純物を構造的に安定したホウ素リチウム酸化物に転換させることができるとされている。Meanwhile, a lithium secondary battery is configured to include an electrolytic solution in which a lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 is dissolved. In order to improve the battery performance, the interface resistance between the electrolytic solution and the active material, the electrolytic solution It is important to reduce the decomposition of. For example, Patent Literature 2 discloses a technique of adding a cyclic boroxine compound to LiBF 4 and at least one solvent selected from a carbonate ester and a borate ester. According to Patent Literature 2, a positive electrode active material subjected to surface treatment by applying a voltage in an electrolytic solution to which a cyclic boroxine compound is added has a low interface resistance. Patent Document 3 discloses a positive electrode in which a lithium transition metal oxide and a boron-containing compound are dry-mixed and heat-treated, and the surface of the lithium transition metal oxide is coated with boron lithium oxide. It is said that heat treatment of the boron-containing compound can convert lithium impurities present on the lithium transition metal oxide into a structurally stable boron lithium oxide.
リチウム二次電池用の正極を作製するにあたって、結着剤がアルカリ成分と反応すると、ゲル化により増粘して正極合剤の塗工性が悪化する。また、PVDF等の結着剤は脱フッ素化により結着性が低下するので、電池の内部抵抗が増大する虞がある。特に、正極活物質についてニッケルの含有率が高い場合、正極活物質の焼成時にニッケルの酸化が不十分になり易いため、未反応のリチウムが焼成後に残留し、結着剤とアルカリ成分との反応が起こり易い傾向がある。 In producing a positive electrode for a lithium secondary battery, if the binder reacts with an alkali component, the viscosity increases due to gelation, and the coatability of the positive electrode mixture deteriorates. In addition, since the binding property of a binder such as PVDF decreases due to defluorination, the internal resistance of the battery may increase. In particular, when the content of nickel in the positive electrode active material is high, the oxidation of nickel tends to be insufficient during the firing of the positive electrode active material, so that unreacted lithium remains after the firing, and the reaction between the binder and the alkali component. Tends to occur easily.
特許文献1に開示された技術によると、正極活物質の表面に形成されたジルコニウムおよび/又はチタニウムの無機物の被覆層によって、正極の作製に用いる正極合剤のゲル化を抑制できるとされている。しかしながら、特許文献1に開示された技術では、絶縁性が高い無機物の被覆層が形成されるため、リチウム二次電池中で充放電反応が妨げられ、電池の高抵抗化は避け難いという課題がある。
According to the technique disclosed in
一方、特許文献2に開示された技術によると、電解質にLiBF4を用い、環状ボロキシンを添加した電解液中で正極活物質を表面処理すると、界面抵抗が小さくなるとされている。しかしながら、特許文献2に開示された技術では、4.8V(vs Li+/Li)程度の高い電位が印加されるため、電解液自体あるいは結着剤、正極を構成する炭素成分への電解質の挿入による分解反応などが生じ、電池の高抵抗化を避けられない可能性がある。また、特許文献3に開示された技術によると、リチウム遷移金属酸化物の表面にコーティング層を形成するために、初期抵抗の増加により電気化学的特性が低下する虞がある。On the other hand, according to the technique disclosed in Patent Literature 2, when the positive electrode active material is subjected to surface treatment in an electrolyte solution containing LiBF 4 as an electrolyte and cyclic boroxine added, the interface resistance is reduced. However, in the technique disclosed in Patent Literature 2, since a high potential of about 4.8 V (vs Li + / Li) is applied, insertion of the electrolyte into the electrolyte itself, the binder, and the carbon component constituting the positive electrode is performed. Decomposition reaction or the like may occur, and it may be unavoidable to increase the resistance of the battery. Further, according to the technique disclosed in Patent Literature 3, since a coating layer is formed on the surface of the lithium transition metal oxide, electrochemical characteristics may be deteriorated due to an increase in initial resistance.
そこで、本発明は、正極合剤の変性を抑制してリチウム二次電池の正極を製造することが可能なリチウム二次電池用正極材料、それを用いたリチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a positive electrode material for a lithium secondary battery capable of manufacturing a positive electrode of a lithium secondary battery by suppressing the modification of the positive electrode mixture, a positive electrode for a lithium secondary battery using the same, and a lithium secondary battery using the same. It is intended to provide a battery.
前記課題を解決するために本発明に係るリチウム二次電池用正極材料は、下記式(1)によって表される正極活物質と、下記式(2)によって表されるホウ酸エステルと、結着剤と、を含み、前記結着剤は、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデンの共重合体、テトラフルオロエチレンの共重合体、及び、クロロトリフルオロエチレンの共重合体のうち、いずれか一種又は複数種であることを特徴とする。
Li1+aNibMncCodMeO2+α・・・(1)
[但し、式(1)中、Mは、Mg、Al、Ti、Zr、Mo及びNbからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、a、b、c、d、e及びαは、−0.1≦a≦0.2、0.7<b≦0.9、0≦c<0.3、0≦d<0.3、0≦e≦0.25、b+c+d+e=1、及び、−0.2≦α≦0.2、を満たす数である。]
(BO)3(OR)3・・・(2)
[但し、式(2)中、Rは、炭素数1以上の有機基である。]
The positive electrode material for a lithium secondary battery according to the present invention in order to solve the above problems, a cathode active material represented by the following formula (1), and the boric acid ester represented by the following formula (2), binder agent, only contains the binder, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, copolymer of vinylidene fluoride, a copolymer of tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene And any one or more of the above copolymers .
Li 1 + a Ni b Mn c Co d M e O 2 + α ··· (1)
[However, in the formula (1), M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Zr, Mo and Nb, and a, b, c, d, e and α are , −0.1 ≦ a ≦ 0.2, 0.7 <b ≦ 0.9, 0 ≦ c <0.3, 0 ≦ d <0.3, 0 ≦ e ≦ 0.25, b + c + d + e = 1, And -0.2 ≦ α ≦ 0.2. ]
(BO) 3 (OR) 3 ... (2)
[However, in the formula (2), R is an organic group having 1 or more carbon atoms. ]
また、本発明に係るリチウム二次電池用正極は、前記のリチウム二次電池用正極材料を含んでなる。 Further, a positive electrode for a lithium secondary battery according to the present invention includes the above-described positive electrode material for a lithium secondary battery.
また、本発明に係るリチウム二次電池は、正極と、負極と、電解質と、を備えるリチウム二次電池であって、前記正極は、前記のリチウム二次電池用正極材料を含むことを特徴とする。 The lithium secondary battery according to the present invention is a lithium secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the positive electrode includes the positive electrode material for a lithium secondary battery. I do.
本発明によれば、正極合剤の変性を抑制してリチウム二次電池の正極を製造することが可能なリチウム二次電池用正極材料、それを用いたリチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池を提供することができる。 According to the present invention, a positive electrode material for a lithium secondary battery capable of producing a positive electrode of a lithium secondary battery by suppressing the modification of a positive electrode mixture, a positive electrode for a lithium secondary battery using the same, and a lithium secondary battery A battery can be provided.
以下、本発明の一実施形態に係るリチウム二次電池用正極材料(以下、単に正極材料と言うことがある。)、それを用いたリチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池について詳細に説明する。 Hereinafter, a positive electrode material for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as a positive electrode material), a positive electrode for a lithium secondary battery using the same, and a lithium secondary battery using the same will be described in detail. I do.
本実施形態に係る正極材料は、リチウム二次電池の正極の製造に用いられる材料であって、粉末状の正極活物質を含んで構成される。本実施形態に係る正極材料は、具体的には、空間群R−3mに帰属される層状岩塩型の結晶構造(以下、層状構造ということがある。)を有するリチウム複合化合物(正極活物質)と、ボロキシン環構造を有するホウ酸エステルとを含んでなる。この正極材料は、リチウム二次電池の正極の製造において用いられる正極合剤の材料となり、正極活物質等の粒子を結着させる結着剤や、導電性を補うために添加される導電材と共に、分散媒中で混和されて正極合剤とされる。 The positive electrode material according to the present embodiment is a material used for manufacturing a positive electrode of a lithium secondary battery, and includes a powdery positive electrode active material. The positive electrode material according to the present embodiment is specifically a lithium composite compound (positive electrode active material) having a layered rock salt type crystal structure (hereinafter, sometimes referred to as a layered structure) belonging to the space group R-3m. And a borate having a boroxine ring structure. This positive electrode material becomes a material of a positive electrode mixture used in the production of a positive electrode of a lithium secondary battery, together with a binder for binding particles such as a positive electrode active material and a conductive material added to supplement conductivity. Are mixed in a dispersion medium to form a positive electrode mixture.
正極活物質としてのリチウム複合化合物は、次の式(1):
Li1+aNibMncCodMeO2+α・・・(1)
[但し、式(1)中、Mは、Mg、Al、Ti、Zr、Mo及びNbからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、a、b、c、d、e及びαは、−0.1≦a≦0.2、0.7<b≦0.9、0≦c<0.3、0≦d<0.3、0≦e≦0.25、b+c+d+e=1、及び、−0.2≦α≦0.2、を満たす数である。]で表される。The lithium composite compound as the positive electrode active material has the following formula (1):
Li 1 + a Ni b Mn c Co d M e O 2 + α ··· (1)
[However, in the formula (1), M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Zr, Mo and Nb, and a, b, c, d, e and α are , −0.1 ≦ a ≦ 0.2, 0.7 <b ≦ 0.9, 0 ≦ c <0.3, 0 ≦ d <0.3, 0 ≦ e ≦ 0.25, b + c + d + e = 1, And -0.2 ≦ α ≦ 0.2. ].
以下、前記式(1)におけるa、b、c、d、e及びαの規定範囲について説明する。 Hereinafter, the specified ranges of a, b, c, d, e, and α in the formula (1) will be described.
前記式におけるaは、−0.1以上かつ0.2以下とする。aは、一般式;LiM´O2で表される正極活物質の量論比、すなわちLi:M´:O=1:1:2からのLiの過不足量を表している。ここで、M´は、前記式(1)におけるLi以外の金属元素を表す。リチウムが少ないほど、充電前の遷移金属の価数が高くなって、リチウムが脱離した時の遷移金属の価数変化の割合が低減され、正極活物質の充放電サイクル特性が向上する。その反面、リチウムが過剰であると、正極活物質の充放電容量は低下する。よって、aを前記の範囲に規定することで、正極活物質の充放電サイクル特性を向上させ、かつ充放電容量を高くすることができる。より好ましいaの範囲は、−0.05以上かつ0.1以下である。aが−0.05以上であれば、充放電に寄与するのに十分な量のリチウムが確保されるため、正極活物質の高容量化を図ることができる。また、aが0.1以下であれば、遷移金属の価数変化による電荷補償が十分になされるので、高い充放電容量と、良好な充放電サイクル特性とを両立させることができる。“A” in the above formula is −0.1 or more and 0.2 or less. a have the general formula: the stoichiometric ratio of the cathode active material represented by LiM'O 2, namely Li: M': O = 1: 1: represents the excess or deficiency of Li from 2. Here, M ′ represents a metal element other than Li in the formula (1). The smaller the amount of lithium, the higher the valence of the transition metal before charging, the lower the rate of change in the valence of the transition metal when lithium is desorbed, and the better the charge / discharge cycle characteristics of the positive electrode active material. On the other hand, if the amount of lithium is excessive, the charge / discharge capacity of the positive electrode active material decreases. Therefore, by defining a in the above range, the charge / discharge cycle characteristics of the positive electrode active material can be improved and the charge / discharge capacity can be increased. The more preferable range of a is -0.05 or more and 0.1 or less. When a is -0.05 or more, a sufficient amount of lithium for contributing to charge and discharge is secured, so that the capacity of the positive electrode active material can be increased. Further, when a is 0.1 or less, the charge compensation due to the change in the valence of the transition metal is sufficiently performed, so that both a high charge / discharge capacity and good charge / discharge cycle characteristics can be achieved.
前記式において、bは、0.7を超えかつ0.9以下とする。ニッケルが多いほど、充放電容量を高くするのに有利である。一方、ニッケルが過剰であると、正極活物質の熱的安定性が低下する虞がある。よって、bを前記の範囲に規定することで、正極活物質を安定的に高容量化することができる。より好ましいbの範囲は、0.75以上かつ0.85以下である。bが0.75以上であれば、充放電容量がより高くなる。 In the above formula, b is set to be more than 0.7 and 0.9 or less. The more nickel, the more advantageous in increasing the charge / discharge capacity. On the other hand, if nickel is excessive, the thermal stability of the positive electrode active material may be reduced. Therefore, by defining b in the above range, it is possible to stably increase the capacity of the positive electrode active material. A more preferable range of b is 0.75 or more and 0.85 or less. When b is 0.75 or more, the charge / discharge capacity becomes higher.
前記式において、cは、0以上かつ0.3未満とする。マンガンが添加されていると、充電によってリチウムが脱離しても層状構造が安定に維持されるようになる。一方、マンガンが過剰であると、ニッケル等の他の遷移金属の割合が低くなり、正極活物質の充放電容量が低下する。よって、cを前記の範囲に規定することで、充放電によってリチウムの挿入と脱離とが繰り返されたとしても、正極活物質の結晶構造を安定に維持することが可能になる。よって、高い充放電容量と共に、良好な充放電サイクル特性や、熱的安定性等を得ることができる。より好ましいcの範囲は、0.10以上かつ0.25以下である。cが0.10以上であれば、正極活物質の結晶構造がより安定化する。また、cが0.25以下であれば、ニッケル等の他の遷移金属の割合が高くなるので、正極活物質の充放電容量が損なわれ難くなる。 In the above formula, c is equal to or more than 0 and less than 0.3. When manganese is added, the layered structure is stably maintained even if lithium is desorbed by charging. On the other hand, when the amount of manganese is excessive, the ratio of other transition metals such as nickel decreases, and the charge / discharge capacity of the positive electrode active material decreases. Therefore, by defining c in the above range, it becomes possible to stably maintain the crystal structure of the positive electrode active material even when insertion and desorption of lithium are repeated by charging and discharging. Therefore, good charge / discharge cycle characteristics, thermal stability, and the like can be obtained together with high charge / discharge capacity. A more preferable range of c is 0.10 or more and 0.25 or less. When c is 0.10 or more, the crystal structure of the positive electrode active material is further stabilized. When c is 0.25 or less, the ratio of other transition metals such as nickel increases, so that the charge / discharge capacity of the positive electrode active material is less likely to be impaired.
前記式において、dは、0以上かつ0.3未満とする。コバルトが添加されていると、充放電容量が大きく損なわれること無く、充放電サイクル特性が向上する。一方、コバルトが過剰であると、原料費が高価となるので、正極活物質の工業的な生産において不利になる虞がある。よって、dを前記の範囲に規定することで、良好な生産性をもって、高い充放電容量と、良好な充放電サイクル特性とを両立させることができる。より好ましいdの範囲は、0.10以上かつ0.25以下である。dが0.10以上であれば、充放電容量や充放電サイクル特性がより向上する。また、dが0.25以下であれば、原料費がより低廉となるので、正極活物質の生産性が良くなる。 In the above formula, d is 0 or more and less than 0.3. When cobalt is added, the charge / discharge cycle characteristics are improved without significantly impairing the charge / discharge capacity. On the other hand, when the amount of cobalt is excessive, the cost of the raw material becomes high, and thus there is a possibility that it is disadvantageous in industrial production of the positive electrode active material. Therefore, by setting d in the above range, it is possible to achieve both high charge / discharge capacity and good charge / discharge cycle characteristics with good productivity. A more preferable range of d is 0.10 or more and 0.25 or less. When d is 0.10 or more, the charge / discharge capacity and the charge / discharge cycle characteristics are further improved. If d is 0.25 or less, the raw material cost becomes lower, and the productivity of the positive electrode active material is improved.
前記式において、eは、0以上かつ0.25以下とする。Mg、Al、Ti、Zr、Mo及びNbからなる群より選択される少なくとも1種の元素(M)が添加されていると、正極活物質の電気化学的活性を維持しながらも、結晶構造の安定性や、充放電サイクル特性をはじめとする電極性能を向上させることができる。一方、Mが過剰であると、ニッケル等の他の遷移金属の割合が低くなり、正極活物質の充放電容量が低下する。よって、eを前記の範囲に規定することで、高い充放電容量と、良好な電気化学的特性とを両立させることができる。 In the above formula, e is equal to or more than 0 and equal to or less than 0.25. When at least one element (M) selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Zr, Mo and Nb is added, the crystal structure of the positive electrode active material can be maintained while maintaining the electrochemical activity. Electrode performance such as stability and charge / discharge cycle characteristics can be improved. On the other hand, when M is excessive, the ratio of other transition metals such as nickel decreases, and the charge / discharge capacity of the positive electrode active material decreases. Therefore, by defining e in the above range, it is possible to achieve both high charge / discharge capacity and good electrochemical characteristics.
前記式において、αは、−0.2以上かつ0.2以下とする。αは、化学式LiM´O2で表される正極活物質の量論比からの酸素(O)の過不足量を表している。αが前記の範囲であれば、正極活物質の結晶構造の欠陥は少なく、良好な電気化学的特性が得られる。但し、αは、正極活物質に要求される性能によっては、層状構造をより安定的に維持する観点から、−0.1以上かつ0.1以下であることが好ましい。In the above equation, α is equal to or more than −0.2 and equal to or less than 0.2. α represents the excess or deficiency of oxygen (O) from the stoichiometric ratio of the cathode active material of Formula LiM'O 2. When α is within the above range, the crystal structure of the positive electrode active material has few defects, and good electrochemical characteristics can be obtained. However, α is preferably −0.1 or more and 0.1 or less from the viewpoint of more stably maintaining the layered structure depending on the performance required for the positive electrode active material.
本実施形態に係る正極活物質は、個々の粒子が分離したリチウム複合化合物の一次粒子を含んでいてもよく、複数の一次粒子が造粒、焼結等によって結合した二次粒子を含んでいてもよい。二次粒子は、乾式造粒及び湿式造粒のうちのいずれによって造粒されたものであってもよい。造粒手段としては、例えば、スプレードライヤや、転動流動層装置等の造粒機を利用することができる。 The positive electrode active material according to the present embodiment may include primary particles of a lithium composite compound in which individual particles are separated, and a plurality of primary particles include secondary particles combined by granulation and sintering. Is also good. The secondary particles may be granulated by either dry granulation or wet granulation. As the granulation means, for example, a granulator such as a spray dryer or a tumbling fluidized bed apparatus can be used.
正極活物質の一次粒子の平均粒径は、0.1μm以上かつ2μm以下であることが好ましい。平均粒径がこの範囲であると、正極における正極活物質の充填性が良くなるため、エネルギ密度が高い正極を製造することができる。また、粉末状の正極活物質の飛散や凝集等が低減されるので、取り扱い性も良くなる。正極活物質の二次粒子の平均粒径は、例えば、3μm以上かつ50μm以下とすることができる。 The average particle size of the primary particles of the positive electrode active material is preferably 0.1 μm or more and 2 μm or less. When the average particle size is in this range, the filling property of the positive electrode active material in the positive electrode is improved, so that a positive electrode having a high energy density can be manufactured. In addition, since scattering and aggregation of the powdery positive electrode active material are reduced, handleability is improved. The average particle size of the secondary particles of the positive electrode active material can be, for example, 3 μm or more and 50 μm or less.
正極活物質のBET比表面積は、0.2m2/g以上かつ2.0m2/g以下であることが好ましい。一次粒子や二次粒子の集合からなる粉末状の正極活物質のBET比表面積がこの範囲であると、正極における正極活物質の充填性が改善し、エネルギ密度がより高い正極を製造することが可能になる。なお、BET比表面積は、例えば、自動比表面積測定装置を用いて測定することができる。The BET specific surface area of the positive electrode active material is preferably from 0.2 m 2 / g to 2.0 m 2 / g. When the BET specific surface area of the powdery positive electrode active material composed of an aggregate of primary particles and secondary particles is within this range, the filling property of the positive electrode active material in the positive electrode is improved, and a positive electrode having a higher energy density can be produced. Will be possible. The BET specific surface area can be measured using, for example, an automatic specific surface area measuring device.
正極活物質の結晶構造は、例えば、X線回折法(X-ray diffraction;XRD)等によって確認することができる。また、正極活物質の組成は、高周波誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma;ICP)発光分光分析、原子吸光分析(Atomic Absorption Spectrometry;AAS)等によって確認することができる。 The crystal structure of the positive electrode active material can be confirmed by, for example, X-ray diffraction (XRD). The composition of the positive electrode active material can be confirmed by high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy, atomic absorption spectroscopy (AAS), or the like.
正極活物質の粒子破壊強度は、50MPa以上かつ100MPa以下であることが好ましい。正極活物質の一粒子当たりの粒子破壊強度がこの範囲であると、電極を作製する過程で正極活物質の粒子が破壊され難くなり、正極集電体に正極活物質を含む正極合剤スラリーを塗工して正極合剤層を形成するとき、剥がれ等の塗工不良が発生し難くなる。正極活物質の粒子破壊強度は、例えば、微小圧縮試験機を用いて測定することができる。 The particle breaking strength of the positive electrode active material is preferably 50 MPa or more and 100 MPa or less. When the particle breaking strength per particle of the positive electrode active material is within this range, the particles of the positive electrode active material are not easily broken in the process of manufacturing the electrode, and the positive electrode mixture slurry containing the positive electrode active material in the positive electrode current collector is used. When forming the positive electrode mixture layer by coating, coating defects such as peeling are less likely to occur. The particle breaking strength of the positive electrode active material can be measured using, for example, a micro compression tester.
本実施形態に係る正極活物質は、リチウムを含む化合物と、正極活物質を組成するLi以外の金属元素を含む化合物とを原料として、主に、混合工程と、焼成工程とを経て合成することができる。 The cathode active material according to the present embodiment is synthesized using a compound containing lithium and a compound containing a metal element other than Li constituting the cathode active material as raw materials, mainly through a mixing step and a firing step. Can be.
混合工程では、リチウムを含む化合物と、正極活物質を組成するLi以外の金属元素を含む化合物とを混合する。リチウムを含む化合物としては、炭酸リチウム、酢酸リチウム、硝酸リチウム、水酸化リチウム、塩化リチウム、硫酸リチウム等が挙げられる。これらの中でも、炭酸リチウムが特に好ましい。炭酸リチウムは、供給が安定していて調達性が良く、低廉である。また、融点が高いので、製造装置へのダメージが少なく、工業利用性及び実用性に優れている。 In the mixing step, a compound containing lithium and a compound containing a metal element other than Li constituting the positive electrode active material are mixed. Examples of the compound containing lithium include lithium carbonate, lithium acetate, lithium nitrate, lithium hydroxide, lithium chloride, lithium sulfate, and the like. Among these, lithium carbonate is particularly preferred. Lithium carbonate has a stable supply, good procurement, and is inexpensive. Further, since the melting point is high, the damage to the manufacturing apparatus is small, and the industrial use and the practicality are excellent.
正極活物質を組成するLi以外の金属元素を含む化合物としては、ニッケルを含む化合物や、マンガンを含む化合物や、コバルトを含む化合物や、Mで表される元素を含む化合物を混合する。 As the compound containing a metal element other than Li constituting the positive electrode active material, a compound containing nickel, a compound containing manganese, a compound containing cobalt, or a compound containing an element represented by M is mixed.
ニッケルを含む化合物や、マンガンを含む化合物や、コバルトを含む化合物としては、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、酢酸塩等を用いることができる。これらの中でも、特に、酸化物、水酸化物、又は、炭酸塩を用いることが好ましい。また、Mで表される元素を含む化合物としては、例えば、炭酸塩、酸化物、水酸化物、酢酸塩、硝酸塩等を用いることができる。これらの中でも、特に、炭酸塩、酸化物、又は、水酸化物を用いることが好ましい。 As the compound containing nickel, the compound containing manganese, and the compound containing cobalt, for example, oxides, hydroxides, carbonates, acetates, and the like can be used. Among these, it is particularly preferable to use an oxide, a hydroxide, or a carbonate. Further, as the compound containing the element represented by M, for example, carbonate, oxide, hydroxide, acetate, nitrate and the like can be used. Among these, it is particularly preferable to use a carbonate, an oxide, or a hydroxide.
混合工程では、具体的には、前記式に対応する所定の元素組成比で原料の各化合物を秤量し、各化合物を粉砕及び混合して、各化合物が混和した粉末状の混合物を調製する。化合物を粉砕する粉砕機としては、例えば、ボールミル、ジェットミル、サンドミル等の一般的な精密粉砕機を用いることができる。 In the mixing step, specifically, each compound as a raw material is weighed at a predetermined elemental composition ratio corresponding to the above formula, and each compound is pulverized and mixed to prepare a powdery mixture in which each compound is mixed. As a pulverizer for pulverizing the compound, for example, a general precision pulverizer such as a ball mill, a jet mill, and a sand mill can be used.
原料の化合物の粉砕は、湿式粉砕とすることが好ましく、工業的な観点からは、水を分散媒とした湿式粉砕が特に好ましい。湿式粉砕して得られる固液混合物は、例えば、乾燥機を用いて乾燥させてよい。乾燥機としては、例えば、噴霧乾燥機、流動床乾燥機、エバポレータ等を使用することができる。 The pulverization of the raw material compound is preferably wet pulverization, and from an industrial viewpoint, wet pulverization using water as a dispersion medium is particularly preferable. The solid-liquid mixture obtained by wet pulverization may be dried using, for example, a dryer. As the dryer, for example, a spray dryer, a fluidized bed dryer, an evaporator and the like can be used.
焼成工程では、混合工程で得られた混合物を焼成して層状構造を有するリチウム複合化合物を得る。焼成工程においては、適宜の熱処理装置を用いて熱処理を実施することができる。具体的には、例えば、ローラーハースキルン、トンネル炉、プッシャー炉、ロータリーキルン、バッチ炉等を用いることができる。 In the firing step, the mixture obtained in the mixing step is fired to obtain a lithium composite compound having a layered structure. In the firing step, heat treatment can be performed using an appropriate heat treatment apparatus. Specifically, for example, a roller hearth kiln, a tunnel furnace, a pusher furnace, a rotary kiln, a batch furnace, and the like can be used.
焼成工程は、第1前駆体を形成する第1熱処理工程と、第2前駆体を形成する第2熱処理工程と、仕上の熱処理である第3熱処理工程と、を有することが好ましい。一般式:LiNiO2で表される正極活物質は、一般式:LiCoO2で表される正極活物質よりも高容量である反面、LiCoO2で表される正極活物質よりも、焼成後にアルカリ成分が残留し易い。これらの各熱処理工程を順に実施する方法によれば、アルカリ成分の残留を低減させることができる。The firing step preferably includes a first heat treatment step of forming a first precursor, a second heat treatment step of forming a second precursor, and a third heat treatment step of finishing heat treatment. The positive electrode active material represented by the general formula: LiNiO 2 has a higher capacity than the positive electrode active material represented by the general formula: LiCoO 2 , but has a greater alkali component after firing than the positive electrode active material represented by LiCoO 2. Are likely to remain. According to the method of sequentially performing each of these heat treatment steps, the residual of the alkali component can be reduced.
第1熱処理工程では、混合工程で得られた混合物を200℃以上かつ400℃以下の熱処理温度で、0.5時間以上かつ5時間以下にわたって熱処理することが好ましい。この熱処理によって第1前駆体が得られる。第1熱処理工程は、混合工程で得られた混合物から、正極活物質の合成反応を妨げる水分等のような気化性が高い成分を除去することを主な目的として行われる。この工程では、炭酸リチウム等の原料の熱分解や不純物の燃焼等に伴って発生した炭酸ガス等が、水分と共に混合物から排除される。第1熱処理工程において、熱処理温度が200℃未満であると、不純物の燃焼反応や原料の熱分解反応が不十分となる虞がある。一方、熱処理温度が400℃を超えると、この工程でリチウム複合化合物の結晶化が進み、水分、不純物等を含むガスの存在下で欠陥が多い結晶構造が形成される虞がある。これに対して、前記の熱処理温度であれば、水分、不純物等が十分に除去され、以降の焼成に適した第1前駆体を得ることができる。 In the first heat treatment step, the mixture obtained in the mixing step is preferably heat-treated at a heat treatment temperature of 200 ° C. or more and 400 ° C. or less for 0.5 hour or more and 5 hours or less. By this heat treatment, a first precursor is obtained. The first heat treatment step is performed mainly for the purpose of removing a highly vaporizable component such as moisture which hinders the synthesis reaction of the positive electrode active material from the mixture obtained in the mixing step. In this step, carbon dioxide and the like generated due to thermal decomposition of raw materials such as lithium carbonate and combustion of impurities are removed from the mixture together with moisture. In the first heat treatment step, if the heat treatment temperature is lower than 200 ° C., the combustion reaction of impurities and the thermal decomposition reaction of the raw material may be insufficient. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 400 ° C., crystallization of the lithium composite compound proceeds in this step, and a crystal structure with many defects may be formed in the presence of a gas containing moisture, impurities, and the like. On the other hand, at the heat treatment temperature described above, moisture, impurities, and the like are sufficiently removed, and a first precursor suitable for subsequent firing can be obtained.
第1熱処理工程における熱処理温度は、250℃以上かつ400℃以下であることが好ましく、250℃以上かつ380℃以下であることがより好ましい。熱処理温度がこの範囲内であれば、水分、不純物等を効率的に除去しつつ、この工程における結晶化の進行については抑制することができる。なお、第1熱処理工程における熱処理時間は、例えば、熱処理温度、混合物に含まれている水分、不純物等の量、水分、不純物等の除去目標等に応じて、適宜の時間とすることができる。 The heat treatment temperature in the first heat treatment step is preferably from 250 ° C. to 400 ° C., more preferably from 250 ° C. to 380 ° C. When the heat treatment temperature is within this range, the progress of crystallization in this step can be suppressed while efficiently removing moisture, impurities, and the like. Note that the heat treatment time in the first heat treatment step can be set to an appropriate time according to, for example, the heat treatment temperature, the amount of moisture and impurities contained in the mixture, the target for removing moisture and impurities, and the like.
第1熱処理工程は、酸化性ガス雰囲気下で行ってもよいし、非酸化性ガス雰囲気下で行ってもよいし、減圧雰囲気下で行ってもよい。酸化性ガス雰囲気としては、酸素ガス雰囲気及び大気雰囲気のいずれであってもよい。大気雰囲気であれば、熱処理装置の構成を簡略化し、正極活物質の製造コストを削減することができる。また、減圧雰囲気としては、例えば、大気圧以下等のような適宜の真空度の減圧条件であってよい。 The first heat treatment step may be performed in an oxidizing gas atmosphere, may be performed in a non-oxidizing gas atmosphere, or may be performed in a reduced-pressure atmosphere. The oxidizing gas atmosphere may be either an oxygen gas atmosphere or an air atmosphere. In the case of the air atmosphere, the configuration of the heat treatment apparatus can be simplified, and the manufacturing cost of the positive electrode active material can be reduced. The reduced pressure atmosphere may be, for example, a reduced pressure condition of an appropriate degree of vacuum such as an atmospheric pressure or less.
第1熱処理工程は、雰囲気ガスの気流下、又は、ポンプによる排気下で行うことが好ましい。このような雰囲気下で熱処理を行うことにより、混合物から発生するガスを効率的に排除することができる。雰囲気ガスの気流やポンプによる排気の流量は、混合物から発生するガスの体積よりも多くすることが好ましい。混合物から発生するガスの体積は、例えば、混合物に含まれる原料の質量と、その原料から脱離すると見込まれる成分の比率とに基いて、発生するガスの物質量を見積もり、設定している温度条件について算出すればよい。 The first heat treatment step is preferably performed under an atmosphere gas flow or under exhaust by a pump. By performing the heat treatment in such an atmosphere, gas generated from the mixture can be efficiently removed. It is preferable that the flow rate of the atmosphere gas and the flow rate of the exhaust gas by the pump be larger than the volume of the gas generated from the mixture. The volume of the gas generated from the mixture is calculated, for example, by estimating the substance amount of the generated gas based on the mass of the raw material contained in the mixture and the ratio of components expected to be desorbed from the raw material, and setting the temperature. What is necessary is just to calculate about conditions.
第2熱処理工程では、第1熱処理工程で得た第1前駆体を450℃以上かつ900℃以下の熱処理温度で、0.1時間以上かつ50時間以下にわたって熱処理することが好ましい。この熱処理によって第2前駆体が得られる。第2熱処理工程は、第1前駆体中のニッケルを2価から3価へと酸化し、層状構造を有するリチウム複合化合物を結晶化させることを主な目的として行われる。第2熱処理工程において、熱処理温度が450℃未満であると、固相反応の反応速度が遅くなって炭酸リチウム等の原料が過剰に残留する虞がある。一方、熱処理温度が900℃を超えると、この工程でリチウム複合化合物の粒成長が過剰に進行し、高容量の正極活物質が得られなくなる虞が高い。これに対して、前記の熱処理温度であれば、固相反応が全体で進んでいながら、粗大な結晶粒が少ない第2前駆体を得ることができる。 In the second heat treatment step, it is preferable to heat-treat the first precursor obtained in the first heat treatment step at a heat treatment temperature of 450 ° C. or more and 900 ° C. or less for 0.1 hour or more and 50 hours or less. By this heat treatment, a second precursor is obtained. The second heat treatment step is performed mainly for oxidizing nickel in the first precursor from divalent to trivalent to crystallize a lithium composite compound having a layered structure. In the second heat treatment step, if the heat treatment temperature is lower than 450 ° C., the reaction speed of the solid phase reaction is slowed, and there is a possibility that a raw material such as lithium carbonate may remain excessively. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 900 ° C., the grain growth of the lithium composite compound proceeds excessively in this step, and there is a high possibility that a high-capacity positive electrode active material cannot be obtained. On the other hand, at the heat treatment temperature described above, the second precursor having few coarse crystal grains can be obtained while the solid-phase reaction proceeds as a whole.
第2熱処理工程における熱処理温度は、600℃以上とすることがより好ましい。600℃以上であれば、固相反応の反応効率がより向上する。また、第2熱処理工程における熱処理温度は、800℃以下とすることがより好ましい。800℃以下であれば、結晶粒がより粗大化し難くなる。 The heat treatment temperature in the second heat treatment step is more preferably set to 600 ° C. or higher. When the temperature is 600 ° C. or higher, the reaction efficiency of the solid phase reaction is further improved. Further, the heat treatment temperature in the second heat treatment step is more preferably set to 800 ° C. or less. If the temperature is 800 ° C. or lower, the crystal grains are less likely to become coarse.
第2熱処理工程における熱処理時間は、0.1時間以上かつ5時間以下とすることがより好ましい。熱処理時間を5時間以下とすると、正極活物質の製造に要する時間が短縮され、生産性を向上させることができる。 It is more preferable that the heat treatment time in the second heat treatment step is 0.1 hours or more and 5 hours or less. When the heat treatment time is 5 hours or less, the time required for manufacturing the positive electrode active material is reduced, and the productivity can be improved.
ニッケルの割合が70原子%を超える正極活物質に高容量を発現させるためには、特に、ニッケルの価数を2価から3価へ十分に酸化させることが肝要である。2価のニッケルは、層状構造を有するLiM´O2において容易にリチウムサイトに置換してしまい、正極活物質の容量を低下させる原因となるからである。そのため、第2熱処理工程では、第1前駆体を酸素が十分に給気される酸化性雰囲気下で熱処理し、ニッケルの価数を確実に2価から3価へ変化させることが好ましい。In order for a positive electrode active material having a nickel content of more than 70 atomic% to exhibit a high capacity, it is particularly important to sufficiently oxidize the valence of nickel from divalent to trivalent. Bivalent nickel, in LiM'O 2 having a layered structure will be readily substituted for the lithium site, because the cause of reducing the capacity of the positive electrode active material. Therefore, in the second heat treatment step, it is preferable that the first precursor be heat-treated in an oxidizing atmosphere in which oxygen is sufficiently supplied to surely change the valence of nickel from divalent to trivalent.
第2熱処理工程は、具体的には、酸素濃度が90%以上の酸化性雰囲気とすることが好ましく、酸素濃度が95%以上の酸化性雰囲気とすることがより好ましく、酸素濃度が100%の酸化性雰囲気とすることがさらに好ましい。また、第2熱処理工程は、酸化性ガスによる気流下で行うことが好ましい。酸素濃度が高い酸化性ガスの気流下で熱処理を行うと、ニッケルを確実に酸化させることができるし、原料の熱分解により生じるガスを確実に排除することができる。 Specifically, the second heat treatment step is preferably performed in an oxidizing atmosphere having an oxygen concentration of 90% or more, more preferably in an oxidizing atmosphere having an oxygen concentration of 95% or more, and more preferably in an oxidizing atmosphere having an oxygen concentration of 95% or more. More preferably, the atmosphere is an oxidizing atmosphere. Further, it is preferable that the second heat treatment step is performed under a stream of oxidizing gas. When the heat treatment is performed in a stream of an oxidizing gas having a high oxygen concentration, nickel can be oxidized reliably, and a gas generated by thermal decomposition of a raw material can be reliably removed.
第3熱処理工程では、第2熱処理工程で得た第2前駆体を700℃以上かつ900℃以下の熱処理温度で熱処理することが好ましい。この熱処理によって層状構造を有するリチウム複合化合物が得られる。第3熱処理工程は、第2前駆体中のニッケルを2価から3価へと十分に酸化させると共に、層状構造を有するリチウム複合化合物の結晶粒を成長させることを主な目的として行われる。すなわち、この工程は、第2前駆体中のニッケルの酸化反応とリチウム複合化合物の結晶粒の粒成長を行う熱処理工程である。第3熱処理工程において、熱処理温度が700℃未満であると、リチウム複合化合物の粒成長が速やかに進まない虞がある。一方、熱処理温度が900℃を超えると、リチウム複合化合物の粒成長が過剰に進行したり、層状構造が分解して2価のニッケルが生成されたりして、高容量の正極活物質が得られなくなる虞が高い。これに対して、前記の熱処理温度であれば、高容量のリチウム複合化合物を効率的に得ることができる。 In the third heat treatment step, it is preferable to heat-treat the second precursor obtained in the second heat treatment step at a heat treatment temperature of 700 ° C. or more and 900 ° C. or less. By this heat treatment, a lithium composite compound having a layered structure is obtained. The third heat treatment step is performed mainly for the purpose of sufficiently oxidizing nickel in the second precursor from divalent to trivalent and growing crystal grains of the lithium composite compound having a layered structure. That is, this step is a heat treatment step for performing an oxidation reaction of nickel in the second precursor and growing crystal grains of the lithium composite compound. In the third heat treatment step, if the heat treatment temperature is lower than 700 ° C., there is a possibility that the grain growth of the lithium composite compound does not proceed quickly. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 900 ° C., the grain growth of the lithium composite compound proceeds excessively, or the layer structure is decomposed to generate divalent nickel, so that a high-capacity positive electrode active material is obtained. There is a high possibility that it will disappear. On the other hand, at the above-described heat treatment temperature, a high-capacity lithium composite compound can be efficiently obtained.
第3熱処理工程は、熱処理時間が、0.1時間以上かつ50時間以下であることが好ましく、0.5時間以上かつ5時間以下であることがより好ましい。第3熱処理工程において、酸素分圧が低いと、ニッケルの酸化反応を促進させるために熱が必要となる。したがって、第3熱処理工程において第2前駆体への酸素供給が不十分である場合、熱処理温度を上昇させる必要が生じる。ところが、熱処理温度を上昇させると層状構造の分解が不可避となるため、高容量のリチウム複合化合物を得ることができなくなる。これに対して、熱処理時間が0.1時間以上であれば、第2前駆体を酸素と十分に反応させることができる。 In the third heat treatment step, the heat treatment time is preferably from 0.1 hour to 50 hours, more preferably from 0.5 hour to 5 hours. In the third heat treatment step, when the oxygen partial pressure is low, heat is required to promote the oxidation reaction of nickel. Therefore, when the supply of oxygen to the second precursor is insufficient in the third heat treatment step, it is necessary to increase the heat treatment temperature. However, when the heat treatment temperature is increased, the decomposition of the layered structure becomes unavoidable, so that a high capacity lithium composite compound cannot be obtained. On the other hand, if the heat treatment time is 0.1 hour or more, the second precursor can be sufficiently reacted with oxygen.
第3熱処理工程は、具体的には、酸素濃度が90%以上の酸化性雰囲気とすることが好ましく、酸素濃度が95%以上の酸化性雰囲気とすることがより好ましく、酸素濃度が100%の酸化性雰囲気とすることがさらに好ましい。また、第3熱処理工程は、酸化性ガスによる気流下で行うことが好ましい。酸素濃度が高い酸化性ガスの気流下で熱処理を行うと、雰囲気中の酸素分圧が低下し難くなり、熱処理温度を上昇させなくともニッケルを確実に酸化させることができる。 Specifically, the third heat treatment step is preferably performed in an oxidizing atmosphere having an oxygen concentration of 90% or more, more preferably in an oxidizing atmosphere having an oxygen concentration of 95% or more, and more preferably performed in an oxidizing atmosphere having an oxygen concentration of 95% or more. More preferably, the atmosphere is an oxidizing atmosphere. Further, it is preferable that the third heat treatment step is performed under an air current of an oxidizing gas. When the heat treatment is performed in an air stream of an oxidizing gas having a high oxygen concentration, the partial pressure of oxygen in the atmosphere does not easily decrease, and nickel can be oxidized reliably without increasing the heat treatment temperature.
以上の混合工程と、焼成工程とを経て合成される正極活物質は、前記式(1)におけるニッケル(Ni)の係数bが、0.7を超えかつ0.9以下であり、ニッケルの含有率が高いため、焼成後に未反応のアルカリ成分が残留していることがある。残留しているアルカリ成分は、正極合剤を調製するときに結着剤として用いるPVDF等の有機バインダと反応し、有機バインダの高分子化反応により正極合剤のゲル化を生じ、ペースト状の正極合剤を増粘させることがある。また、アルカリ成分とPVDF等の有機バインダとの反応により、有機バインダの分子が変性し、PVDF等の脱フッ素反応を生じる。このように結着剤が変性する結果、結着剤による正極活物質、導電材、集電体等の結着強度が低下し、電極を安定且つ実質的に均一に作製することが困難になる。このような課題に対し、本実施形態に係る正極材料では、ボロキシン環構造を有するホウ酸エステルと正極活物質とを共存させることにより正極合剤の変性を抑制するものとした。 In the positive electrode active material synthesized through the above mixing step and firing step, the coefficient b of nickel (Ni) in the above formula (1) is more than 0.7 and not more than 0.9, and the content of nickel is Due to the high rate, unreacted alkali components may remain after firing. The remaining alkali component reacts with an organic binder such as PVDF used as a binder when preparing the positive electrode mixture, and gelling of the positive electrode mixture is caused by a polymerization reaction of the organic binder, resulting in a paste-like state. The positive electrode mixture may be thickened. In addition, the reaction between the alkali component and the organic binder such as PVDF denatures the molecules of the organic binder, and causes a defluorination reaction such as PVDF. As a result of such modification of the binder, the binding strength of the positive electrode active material, the conductive material, the current collector, and the like due to the binder is reduced, and it is difficult to stably and substantially uniformly prepare the electrode. . In order to solve such a problem, in the positive electrode material according to the present embodiment, the modification of the positive electrode mixture is suppressed by coexisting the borate having a boroxine ring structure and the positive electrode active material.
ボロキシン環構造を有するホウ酸エステルは、具体的には、次の式(2):
(BO)3(OR)3・・・(2)
[但し、式(2)中、Rは、炭素数1以上の有機基である。]で表される。The borate having a boroxine ring structure is specifically represented by the following formula (2):
(BO) 3 (OR) 3 ... (2)
[However, in the formula (2), R is an organic group having 1 or more carbon atoms. ].
前記式(2)で表されるホウ酸エステルは、ボロキシンの水素が置換された分子構造を持つボロキシン誘導体である。前記式(2)における有機基(R)は、直鎖状及び分枝状のいずれであってもよいし、環構造や任意の置換基を有していてもよい。置換基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子であってもよいし、窒素原子、硫黄原子等を有する基であってもよい。有機基(R)の炭素数は、上限について特に制限されないが、合成が容易となる点から、6以下であることが好ましい。 The borate represented by the formula (2) is a boroxine derivative having a molecular structure in which hydrogen of boroxine is substituted. The organic group (R) in the formula (2) may be linear or branched, and may have a ring structure or an arbitrary substituent. The substituent may be a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom, or may be a group having a nitrogen atom, a sulfur atom and the like. The upper limit of the number of carbon atoms of the organic group (R) is not particularly limited, but is preferably 6 or less from the viewpoint of facilitating synthesis.
前記式(2)における有機基(R)としては、アルキル基又はシクロアルキル基が好ましい。アルキル基は、鎖状アルキル基及び分枝状アルキル基のいずれであってもよい。鎖状アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等が挙げられる。分枝状アルキル基の具体例としては、イソプロピル基、1−メチル−プロピル基、1−エチル−プロピル基、2−メチル−プロピル基、1−メチル−ブチル基、1−エチル−ブチル基、2−メチル−ブチル基、2−エチル−ブチル基、3−メチル−ブチル基、1−メチル−ペンチル基、1−エチル−ペンチル基、1−プロピル−ペンチル基、2−メチル−ペンチル基、2−エチル−ペンチル基、2−プロピル−ペンチル基、3−メチル−ペンチル基、3−エチル−ペンチル基、4−メチル−ペンチル基、1−メチル−ヘキシル基、1−エチル−ヘキシル基、1−プロピル−ヘキシル基、1−ブチル−ヘキシル基、1−ペンチル−ヘキシル基、2−メチル−ヘキシル基、2−エチル−ヘキシル基、2−プロピル−ヘキシル基、2−ブチル−ヘキシル基、3−メチル−ヘキシル基、3−エチル−ヘキシル基、3−プロピル−ヘキシル基、4−メチル−ヘキシル基、4−エチル−ヘキシル基、5−メチル−ヘキシル基等が挙げられる。 As the organic group (R) in the formula (2), an alkyl group or a cycloalkyl group is preferable. The alkyl group may be any of a chain alkyl group and a branched alkyl group. Specific examples of the chain alkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, and n-nonyl groups. , N-decyl group and the like. Specific examples of the branched alkyl group include an isopropyl group, a 1-methyl-propyl group, a 1-ethyl-propyl group, a 2-methyl-propyl group, a 1-methyl-butyl group, a 1-ethyl-butyl group, -Methyl-butyl group, 2-ethyl-butyl group, 3-methyl-butyl group, 1-methyl-pentyl group, 1-ethyl-pentyl group, 1-propyl-pentyl group, 2-methyl-pentyl group, 2- Ethyl-pentyl group, 2-propyl-pentyl group, 3-methyl-pentyl group, 3-ethyl-pentyl group, 4-methyl-pentyl group, 1-methyl-hexyl group, 1-ethyl-hexyl group, 1-propyl -Hexyl group, 1-butyl-hexyl group, 1-pentyl-hexyl group, 2-methyl-hexyl group, 2-ethyl-hexyl group, 2-propyl-hexyl group, 2-butyl-hexyl Group, 3-methyl - hexyl group, 3-ethyl - hexyl group, 3-propyl - hexyl group, 4-methyl - hexyl group, 4-ethyl - hexyl, 5-methyl - hexyl.
前記式(2)で表されるホウ酸エステルは、特に、トリイソプロポキシボロキシン((BO)3(O(CH)(CH3)2)3)、トリメトキシボロキシン((BO)3(OCH3)3)、及び、トリシクロヘキソキシボロキシン((BO)3(O(C6H11))3)のうちのいずれかが好ましい。ボロキシンのアルコキシ置換体に相当するこれらのホウ酸エステルによれば、トリメチルボロキシンのようなアルキル置換体と比較して、結着剤の変性を抑制する効果を有効に得ることができる。なお、前記式(2)で表されるホウ酸エステルの中には、加水分解性の高い物質がある。加水分解性の高いホウ酸エステルは、空気暴露によって加水分解する虞がある。そのため、加水分解性の高いホウ酸エステルを用いる場合は、不活性雰囲気で取り扱うことが好ましい。特に正極合剤スラリーは、不活性雰囲気で作製することが好ましい。The borate represented by the formula (2) is particularly suitable for triisopropoxyboroxine ((BO) 3 (O (CH) (CH 3 ) 2 ) 3 ), trimethoxyboroxine ((BO) 3 ( OCH 3 ) 3 ) and tricyclohexoxyboroxine ((BO) 3 (O (C 6 H 11 )) 3 ) are preferred. According to these borate esters corresponding to the alkoxy-substituted boroxine, an effect of suppressing the denaturation of the binder can be effectively obtained as compared with the alkyl-substituted product such as trimethylboroxine. Note that among the borate esters represented by the formula (2), there are substances having high hydrolyzability. A borate having high hydrolyzability may be hydrolyzed by exposure to air. Therefore, when a borate having high hydrolyzability is used, it is preferable to handle in an inert atmosphere. Particularly, the positive electrode material mixture slurry is preferably prepared in an inert atmosphere.
前記式(2)で表されるホウ酸エステルは、正極活物質とホウ酸エステルの合計量に対する割合が5.0質量%未満であることが好ましく、0.5質量%以上2.0質量%以下であることがより好ましい。ホウ酸エステルの割合が5.0質量%未満であれば、正極合剤の変性を抑制して、内部抵抗が低いリチウム二次電池を作製できると見込める。0.5質量%以上であると、正極合剤の変性を抑制する効果がより有効となる。一方、2.0質量%以下であれば、正極合剤の変性を抑制するために添加したホウ酸エステルがもたらす、正極合剤の密着性の悪化や内部抵抗の増大等の副作用を、確実に軽減することができる。 The ratio of the borate represented by the formula (2) to the total amount of the positive electrode active material and the borate is preferably less than 5.0% by mass, and is 0.5% by mass or more and 2.0% by mass or more. It is more preferred that: When the ratio of the borate is less than 5.0% by mass, it is expected that the lithium secondary battery having a low internal resistance can be produced by suppressing the modification of the positive electrode mixture. When the content is 0.5% by mass or more, the effect of suppressing the modification of the positive electrode mixture becomes more effective. On the other hand, if the content is 2.0% by mass or less, side effects such as deterioration of the adhesion of the positive electrode mixture and increase in internal resistance caused by the borate ester added to suppress the denaturation of the positive electrode mixture are surely prevented. Can be reduced.
前記式(2)によって表されるホウ酸エステルは、粉末状の状態で正極活物質と共存していてもよいし、液体の状態で正極活物質と共存していてもよい。但し、正極活物質の品質管理上は、粉末状の状態で正極活物質と混合して正極材料とすることが好ましい。 The borate represented by the formula (2) may coexist with the positive electrode active material in a powder state, or may coexist with the positive electrode active material in a liquid state. However, from the viewpoint of quality control of the positive electrode active material, it is preferable that the positive electrode material is mixed with the positive electrode active material in a powder state to obtain a positive electrode material.
前記式(2)によって表されるホウ酸エステルは、正極合剤を調製するにあたり、正極活物質と結着剤とが接触下におかれる以前に、正極活物質と共存させておくことが好ましい。正極活物質と結着剤とが接触すると、正極活物質中に含まれるアルカリ成分と結着剤とが反応して、PVDFのようなフッ素化ポリオレフィンが脱フッ素化し、脱フッ素化により発生したフッ素が、リチウム二次電池中で電解液の劣化等を引き起こすためである。具体的には、例えば、前記式(1)によって表される正極活物質又はその溶液(分散液)と、前記式(2)によって表されるホウ酸エステル又はその溶液(分散液)とを混合し、得られた混合物に結着剤又はその溶液(分散液)を添加、混練して正極合剤を調製し、正極合剤を正極集電体等の基材に塗布し、乾燥及び加圧成形してリチウム二次電池用正極を製造することが好ましい。このような製造方法において、溶液(分散液)を調製するための溶媒(分散媒)としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の非水溶媒を用いることが好ましい。なお、導電材は、正極活物質に対していずれの段階で加えてもよい。 In preparing the positive electrode mixture, the borate represented by the formula (2) is preferably allowed to coexist with the positive electrode active material before the positive electrode active material and the binder are put in contact with each other. . When the positive electrode active material comes into contact with the binder, the alkali component contained in the positive electrode active material reacts with the binder, and fluorinated polyolefin such as PVDF is defluorinated, and fluorine generated by defluorination is generated. However, this is because the electrolyte solution is deteriorated in the lithium secondary battery. Specifically, for example, the positive electrode active material represented by the formula (1) or a solution thereof (dispersion) is mixed with the borate represented by the formula (2) or a solution thereof (dispersion). Then, a binder or a solution (dispersion liquid) thereof is added to the obtained mixture and kneaded to prepare a positive electrode mixture, and the positive electrode mixture is applied to a base material such as a positive electrode current collector, and dried and pressed. It is preferable to manufacture the positive electrode for a lithium secondary battery by molding. In such a production method, it is preferable to use a non-aqueous solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent (dispersion medium) for preparing a solution (dispersion). Note that the conductive material may be added to the positive electrode active material at any stage.
以上のとおり、前記式(1)によって表される正極活物質と、前記式(2)によって表されるホウ酸エステルとを併用した正極材料によると、前記式(2)によって表されるホウ酸エステルが、正極活物質の焼成後に残留しているアルカリ成分と反応してアルカリ成分を中和し、PVDF等の有機バインダの変性を抑制する。そのため、正極合剤のゲル化や結着剤の脱フッ素反応が抑制され、ひいては、正極合剤の変性が抑制されることで、製造工程上でゲル化による困難を伴わず、内部抵抗が低いリチウム二次電池用正極やリチウム二次電池を提供することが可能になる。更に、結着剤の機能が適切に維持されることにより、粒子同士や、粒子と基材との結着強度が高くなり、正極合剤層中の粒子の分布の均一性も高くなる効果が得られる。すなわち、この正極材料によると、電解液にボロキシン誘導体を直接的に添加する場合とは異なり、電池を組み付ける前に生じる高抵抗化の要因を確実に排除することができ、リチウム二次電池の充放電サイクル特性も改善することができる。 As described above, according to the positive electrode material in which the positive electrode active material represented by the above formula (1) and the borate ester represented by the above formula (2) are used in combination, the boric acid represented by the above formula (2) The ester reacts with the alkali component remaining after the firing of the positive electrode active material, neutralizes the alkali component, and suppresses the modification of the organic binder such as PVDF. For this reason, the gelation of the positive electrode mixture and the defluorination reaction of the binder are suppressed, and the denaturation of the positive electrode mixture is suppressed, so that the internal resistance is low without difficulty due to gelation in the manufacturing process. A positive electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery can be provided. Furthermore, by maintaining the function of the binder appropriately, the bonding strength between the particles and between the particles and the base material is increased, and the uniformity of the distribution of the particles in the positive electrode mixture layer is also increased. can get. That is, unlike the case where the boroxine derivative is directly added to the electrolytic solution, the positive electrode material can reliably eliminate the factor of increasing the resistance that occurs before assembling the battery, and can recharge the lithium secondary battery. Discharge cycle characteristics can also be improved.
次に、本実施形態に係るリチウム二次電池及びリチウム二次電池用正極について説明する。 Next, the lithium secondary battery and the positive electrode for a lithium secondary battery according to the present embodiment will be described.
図1は、本発明の一実施形態に係るリチウム二次電池を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態に係るリチウム二次電池1は、正極10、セパレータ11、負極12、電池容器13、正極集電タブ14、負極集電タブ15、内蓋16、内圧開放弁17、ガスケット18、正温度係数(Positive Temperature Coefficient;PTC)抵抗素子19、電池蓋20、軸心21を備えている。電池蓋20は、内蓋16、内圧開放弁17、ガスケット18及び抵抗素子19からなる一体化部品である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a lithium secondary battery according to one embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the lithium
正極10及び負極12は、シート状に設けられており、セパレータ11を挟んで互いに重ねられている。そして、正極10、セパレータ11及び負極12が軸心21の周りに捲回されることによって、円筒形状の電極群が形成されている。
The
軸心21は、正極10、セパレータ11及び負極12の支持に適した任意の断面形状に設けることができる。断面形状としては、例えば、円筒形状、円柱形状、角筒形状、角形状等が挙げられる。また、軸心21は、絶縁性が良好な任意の材質で設けることができる。軸心21の材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。軸芯の機械強度の向上のため、ガラス繊維などを添加してもよい。
The
電池容器13は、電解液に対して耐食性のある活物質、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等によって形成することができる。電池容器13を正極10又は負極12と電気的に接続する場合に、電解液と接触している部分において電池容器13の腐食やリチウムとの合金化による活物質の変質が起こらないように活物質を選定する。電池容器13の内面には、耐食性や密着性を向上させるための表面加工処理が施されていてもよい。
The
正極10及び負極12には、電流引き出し用の正極集電タブ14、負極集電タブ15のそれぞれが、スポット溶接、超音波溶接等によって接続されている。正極集電タブ14と負極集電タブ15とが設けられた電極群が電池容器13に収納されている。正極集電タブ14は、電池蓋20の底面に電気的に接続されている。また、負極集電タブ15は、電池容器13の内壁に電気的に接続されている。正極集電タブ14や負極集電タブ15は、図1に示すように電極群に対して複数設けてもよい。複数設けることによって、大電流への対応が可能となる。
A positive electrode
正極10は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出可能な正極活物質として、前記の式(1)によって表される正極活物質と、式(2)によって表されるホウ酸エステルとを含むリチウム二次電池用正極材料を含んで構成される。正極10は、詳細には、例えば、正極活物質と、導電材と、結着剤とを含んで組成される正極合剤層と、正極合剤層が片面又は両面に塗工された正極集電体とを備える。すなわち、正極10は、リチウム二次電池用正極材料を材料として作製されるものである。
The
導電材としては、例えば、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、チャンネルブラック等の炭素粒子や、炭素繊維等を用いることができる。これらの導電材は、一種を単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。導電材の量は、正極活物質に対して5質量%以上20質量%以下とすることが好ましい。導電材の量がこのような範囲であると、良好な導電性が得られると共に、高い容量も確保することができる。 As the conductive material, for example, carbon particles such as graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, and channel black, and carbon fibers can be used. These conductive materials may be used alone or in combination of two or more. The amount of the conductive material is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less based on the positive electrode active material. When the amount of the conductive material is in such a range, good conductivity can be obtained, and high capacity can be secured.
正極における結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン等や、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン等の共重合体等の有機バインダを用いることができる。正極における結着剤として有機バインダのみを用いることにより、式(2)によって表されるホウ酸エステルが加水分解するのを避けることができる。これらの有機バインダは、一種を単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。また、カルボキシメチルセルロース等の増粘性の材料を併用してもよい。有機バインダとしては、前記式(2)によって表されるホウ酸エステルによる効果を有効にする観点から、好ましくはハロゲン化ポリオレフィン、より好ましくはフッ素化ポリオレフィン、特に好ましくはポリフッ化ビニリデンが用いられる。 As the binder in the positive electrode, for example, an organic binder such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, or a copolymer of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, or the like is used. be able to. By using only the organic binder as the binder in the positive electrode, hydrolysis of the borate represented by the formula (2) can be avoided. One of these organic binders may be used alone, or a plurality of them may be used in combination. Further, a thickening material such as carboxymethyl cellulose may be used in combination. As the organic binder, a halogenated polyolefin, more preferably a fluorinated polyolefin, and particularly preferably a polyvinylidene fluoride is used from the viewpoint of making the effect of the borate represented by the formula (2) effective.
正極における結着剤の量は、正極活物質、導電材及び結着剤の総計に対して1質量%以上7質量%以下とすることが好ましい。結着剤の量がこのような範囲であると、容量が小さくなったり、内部抵抗が過大になったりすることが少ない。また、正極合剤層の塗布性及び成形性や、正極合剤層の強度が損なわれ難い。 The amount of the binder in the positive electrode is preferably 1% by mass or more and 7% by mass or less based on the total amount of the positive electrode active material, the conductive material, and the binder. When the amount of the binder is in such a range, the capacity is less likely to be reduced and the internal resistance is not excessively increased. Further, the applicability and moldability of the positive electrode mixture layer and the strength of the positive electrode mixture layer are not easily impaired.
正極集電体としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン等を材質とする金属箔、金属板、発泡金属板、エキスパンドメタル、パンチングメタル等の適宜の材料を用いることができる。金属箔については、例えば、0.1mm以上10mm以下程度の孔径に穿孔された穿孔箔としてもよい。実質的に金属箔の厚さは、10μm以上100μm以下とすることが好ましい。 As the positive electrode current collector, for example, an appropriate material such as a metal foil made of aluminum, stainless steel, titanium, or the like, a metal plate, a foamed metal plate, an expanded metal, a punching metal, or the like can be used. The metal foil may be, for example, a perforated foil having a hole diameter of about 0.1 mm to 10 mm. It is preferable that the thickness of the metal foil is substantially 10 μm or more and 100 μm or less.
正極10は、例えば、正極活物質と、導電材と、結着剤とを適宜の溶媒と共に混合して正極合剤とし、この正極合剤を正極集電体に塗布した後、乾燥、圧縮成形することによって作製することができる。正極合剤を塗布する方法としては、例えば、ドクターブレード法、ディッピング法、スプレー法等を用いることができる。また、正極合剤を圧縮成形する方法としては、例えば、ロールプレス等を用いることができる。
The
正極合剤層の厚さは、製造しようとするリチウム二次電池の仕様や、負極とのバランスを考慮して、適宜の厚さとすることができるが、正極集電体の両面に塗布した場合、50μm以上200μm以下とすることが好ましい。正極合剤層の厚さは、リチウム二次電池の容量、抵抗値等の仕様に応じて設定することができるが、この程度の塗布量であれば、電極間の距離が過大になったり、リチウムイオンの吸蔵及び放出について分布が生じたりすることは少ない。 The thickness of the positive electrode mixture layer can be set to an appropriate thickness in consideration of the specifications of the lithium secondary battery to be manufactured and the balance with the negative electrode, but when applied to both surfaces of the positive electrode current collector. , 50 μm or more and 200 μm or less. The thickness of the positive electrode mixture layer can be set according to the specifications of the lithium secondary battery, such as the capacity and the resistance value.However, if the coating amount is such a degree, the distance between the electrodes becomes excessive, It is unlikely that the distribution of occlusion and release of lithium ions occurs.
正極活物質の粒径は、通常、正極合剤層の厚さ以下とされる。合成した正極活物質の粉末中に粗粒がある場合は、あらかじめ篩分級、風流分級等を行い、正極活物質の平均粒径を正極合剤層の厚さより小さくしておくことが好ましい。 The particle size of the positive electrode active material is generally set to be equal to or less than the thickness of the positive electrode mixture layer. When coarse particles are present in the powder of the synthesized positive electrode active material, it is preferable to perform sieve classification, airflow classification, or the like in advance to make the average particle size of the positive electrode active material smaller than the thickness of the positive electrode mixture layer.
正極合剤層の密度は、製造しようとするリチウム二次電池の仕様や、負極とのバランスを考慮して、適宜の密度とすることができるが、リチウム二次電池についての容量を確保する観点からは、真密度の60%以上の密度とすることが好ましい。 The density of the positive electrode mixture layer can be set to an appropriate density in consideration of the specifications of the lithium secondary battery to be manufactured and the balance with the negative electrode, but from the viewpoint of securing the capacity of the lithium secondary battery. For this reason, the density is preferably set to 60% or more of the true density.
セパレータ11は、正極10と負極12とが直接接触して短絡が生じるのを防止するために備えられる。セパレータ11としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂等の微多孔質フィルムや、このような微多孔質フィルムの表面にアルミナ粒子等の耐熱性物質を被覆したフィルム等を用いることができる。なお、セパレータ11の機能は、電池性能を損なわない程度で、正極10及び負極12自体に具備させてもよい。
The
負極12は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出可能な負極活物質を含んでなる。負極12は、例えば、負極活物質と、結着剤と、負極集電体とを備えて構成される。
The
負極活物質としては、一般的なリチウム二次電池において用いられる適宜の種類を用いることができる。負極活物質の具体例としては、天然黒鉛、石油コークス、ピッチコークス等から得られる易黒鉛化活物質を2500℃以上の高温で処理したもの、メソフェーズカーボン、非晶質炭素、黒鉛の表面に非晶質炭素を被覆したもの、天然黒鉛又は人造黒鉛の表面を機械的処理することにより表面の結晶性を低下させた炭素材、高分子等の有機物を炭素表面に被覆・吸着させた活物質、炭素繊維、リチウム金属、リチウムとアルミニウム、スズ、ケイ素、インジウム、ガリウム、マグネシウム等との合金、シリコン粒子又は炭素粒子の表面に金属を担持した活物質、スズ、ケイ素、鉄、チタン等の金属の酸化物等が挙げられる。担持させる金属としては、例えば、リチウム、アルミニウム、スズ、ケイ素、インジウム、ガリウム、マグネシウム、これらの合金等が挙げられる。 As the negative electrode active material, an appropriate type used in a general lithium secondary battery can be used. Specific examples of the negative electrode active material include those obtained by treating a readily graphitizable active material obtained from natural graphite, petroleum coke, pitch coke, or the like at a temperature of 2500 ° C. or more, mesophase carbon, amorphous carbon, and graphite. A material coated with amorphous carbon, a carbon material whose surface crystallinity is reduced by mechanically treating the surface of natural graphite or artificial graphite, an active material in which an organic substance such as a polymer is coated and adsorbed on the carbon surface, Carbon fiber, lithium metal, alloy of lithium and aluminum, tin, silicon, indium, gallium, magnesium, etc., active material having metal supported on the surface of silicon particles or carbon particles, metal such as tin, silicon, iron, titanium Oxides and the like. Examples of the metal to be supported include lithium, aluminum, tin, silicon, indium, gallium, magnesium, and alloys thereof.
負極における結着剤としては、水に溶解、膨潤又は分散する水系バインダ、及び、水に溶解、膨潤又は分散しない有機バインダのいずれを用いることも可能である。水系バインダの具体例としては、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリル系ポリマ、シアノ基を有するポリマ、これらの共重合体等が挙げられる。有機バインダの具体例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、これらの共重合体等が挙げられる。これらの結着剤は、一種を単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。また、カルボキシメチルセルロース等の増粘性の材料を併用してもよい。 As the binder in the negative electrode, any of an aqueous binder that dissolves, swells, or disperses in water, and an organic binder that does not dissolve, swell, or disperse in water, can be used. Specific examples of the aqueous binder include a styrene-butadiene copolymer, an acrylic polymer, a polymer having a cyano group, and a copolymer thereof. Specific examples of the organic binder include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and a copolymer thereof. One of these binders may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Further, a thickening material such as carboxymethyl cellulose may be used in combination.
負極における結着剤の量は、水系バインダについては、負極活物質及び結着剤の総計に対して0.8質量%以上1.5質量%以下とすることが好ましい。一方、有機バインダについては、負極活物質及び結着剤の総計に対して3質量%以上6質量%以下とすることが好ましい。結着剤の量がこのような範囲であると、電池容量が小さくなったり、内部抵抗が過大になったりすることは少ない。また、負極合剤層の塗布性及び成形性や、負極合剤層の強度が損なわれ難い。 The amount of the binder in the negative electrode is preferably 0.8% by mass or more and 1.5% by mass or less based on the total amount of the negative electrode active material and the binder for the aqueous binder. On the other hand, the content of the organic binder is preferably 3% by mass or more and 6% by mass or less based on the total amount of the negative electrode active material and the binder. When the amount of the binder is within such a range, the battery capacity and the internal resistance are rarely reduced. Further, the applicability and moldability of the negative electrode mixture layer and the strength of the negative electrode mixture layer are not easily impaired.
負極集電体としては、例えば、銅、銅を主成分とする銅合金等を材質とする金属箔、金属板、発泡金属板、エキスパンドメタル、パンチングメタル等の適宜の活物質を用いることができる。金属箔については、例えば、0.1mm以上10mm以下程度の孔径に穿孔された穿孔箔としてもよい。金属箔の厚さは、7μm以上25μm以下とすることが好ましい。 As the negative electrode current collector, for example, a suitable active material such as copper, a metal foil made of a copper alloy containing copper as a main component, a metal plate, a foamed metal plate, an expanded metal, a punching metal, or the like can be used. . The metal foil may be, for example, a perforated foil having a hole diameter of about 0.1 mm to 10 mm. It is preferable that the thickness of the metal foil be 7 μm or more and 25 μm or less.
負極12は、例えば、負極活物質と、結着剤とを適宜の溶媒と共に混合して負極合剤とし、この負極合剤を負極集電体に塗布した後、乾燥、圧縮成形することによって作製することができる。負極合剤を塗布する方法としては、例えば、ドクターブレード法、ディッピング法、スプレー法等を用いることができる。また、負極合剤を圧縮成形する方法としては、例えば、ロールプレス等を用いることができる。
The
負極合剤層の厚さは、製造しようとするリチウム二次電池の仕様や、正極とのバランスを考慮して、適宜の厚さとすることができるが、負極集電体の両面に塗布した場合、50μm以上200μm以下とすることが好ましい。負極合剤層の厚さは、リチウム二次電池の容量、抵抗値等の仕様に応じて設定することができるが、この程度の塗布量であれば、電極間の距離が過大になったり、リチウムイオンの吸蔵及び放出について分布が生じたりすることは少ない。 The thickness of the negative electrode mixture layer can be set to an appropriate thickness in consideration of the specifications of the lithium secondary battery to be manufactured and the balance with the positive electrode, but when applied to both surfaces of the negative electrode current collector. , 50 μm or more and 200 μm or less. The thickness of the negative electrode mixture layer can be set according to the specifications of the lithium secondary battery, such as the capacity and the resistance value. It is unlikely that the distribution of occlusion and release of lithium ions occurs.
電池容器13に封入される電解液は、電解質と電解液溶媒とを含んで構成される電解液としては、水分、フッ酸等の遊離酸の含有量が少ないものを用いることが一般的である。
The electrolytic solution enclosed in the
電解質としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)が少なくとも用いられる。LiPF6は、後述する非水溶媒として用いられるカーボネートへの溶解度が高いこと、嵩高いPF6 −基によりLi+の解離度が高いこと、から非水溶媒に溶解した後の電解液のイオン伝導度が高い。また、LiPF6は前記式(2)で表されるホウ酸エステルと反応し、反応生成物が電池抵抗の上昇を抑制する。電解質としては、LiPF6のみを単独で用いてもよいし、その他のリチウム塩を併用してもよい。LiPF6と併用するその他のリチウム塩としては、例えば、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO2、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(F2SO2)2N、LiF、Li2CO3、LiPF4(CF3)2、LiPF4(CF3SO2)2、LiBF3(CF3)、LiBF2(CF3SO2)2等が挙げられる。At least lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is used as the electrolyte. LiPF 6 has a high solubility in carbonate used as a non-aqueous solvent described later, and has a high degree of dissociation of Li + due to a bulky PF 6 − group. High degree. LiPF 6 reacts with the borate represented by the formula (2), and the reaction product suppresses an increase in battery resistance. As the electrolyte, only LiPF 6 may be used alone, or another lithium salt may be used in combination. Other lithium salts used in combination with LiPF 6 include, for example, LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 2 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, Li (F 2 SO 2 ) 2 N, LiF, Li 2 CO 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 3 (CF 3 ), LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 and the like.
電解質の濃度は、0.6mol/L以上1.5mol/L以下の範囲とすることが好ましい。濃度が0.6mol/L以上であると、良好なイオン伝導性を実現することができる。また、濃度が1.5mol/L以下であると、イオン伝導の抵抗が小さく抑えられ、リチウムイオンの反応速度も速くなるため、電池特性の低下を抑制することができる。 The concentration of the electrolyte is preferably in the range of 0.6 mol / L to 1.5 mol / L. When the concentration is 0.6 mol / L or more, good ion conductivity can be realized. Further, when the concentration is 1.5 mol / L or less, the resistance of ion conduction is suppressed to a small value, and the reaction speed of lithium ions is increased, so that a decrease in battery characteristics can be suppressed.
電解液に用いる非水溶媒は、例えば、鎖状カーボネート、環状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル、鎖状エーテル、環状エーテル、有機リン化合物、有機硫黄化合物等が挙げられる。これらの化合物は、一種を単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。 Examples of the non-aqueous solvent used for the electrolytic solution include chain carbonate, cyclic carbonate, chain carboxylate, cyclic carboxylate, chain ether, cyclic ether, organic phosphorus compound, and organic sulfur compound. One of these compounds may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
鎖状カーボネートは、例えば、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート等が挙げられる。また、環状カーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、1、2−ブチレンカーボネート、2、3−ブチレンカーボネート等が挙げられる。 Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, and ethyl propyl carbonate. In addition, examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, and 2,3-butylene carbonate.
鎖状カルボン酸エステルは、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル等が挙げられる。また、環状カルボン酸エステルとしては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。 Examples of the chain carboxylate include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and propyl propionate. Examples of the cyclic carboxylate include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and the like.
鎖状エーテルは、例えば、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、1、2−ジメトキシエタン、1−エトキシ−2−メトキシエタン、1、3−ジメトキシプロパン等が挙げられる。また、環状エーテルとしては、例えば、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン等が挙げられる。 Examples of the chain ether include dimethoxymethane, diethoxymethane, 1,2-dimethoxyethane, 1-ethoxy-2-methoxyethane, and 1,3-dimethoxypropane. Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, and the like.
有機リン化合物としては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリフェニル等のリン酸エステルや、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル等の亜リン酸エステルや、トリメチルホスフィンオキシド等が挙げられる。また、有機硫黄化合物としては、例えば、1、3−プロパンスルトン、1、4−ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチル、スルホラン、スルホレン、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、メチルフェニルスルホン、エチルフェニルスルホン等が挙げられる。 As the organic phosphorus compound, for example, phosphate esters such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate and triphenyl phosphate, and phosphite esters such as trimethyl phosphite, triethyl phosphite and triphenyl phosphite, Trimethylphosphine oxide and the like. Examples of the organic sulfur compound include 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, methyl methanesulfonate, sulfolane, sulfolene, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, methyl phenyl sulfone, and ethyl phenyl sulfone. .
非水溶媒として用いられるこれらの化合物は、置換基を有していてもよいし、酸素原子が硫黄原子で置換された化合物であってもよい。置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子が挙げられる。非水溶媒として二種以上の化合物を併用する場合は、環状カーボネートや環状ラクトン等のように比誘電率が高く粘度が相対的に高い化合物と、鎖状カーボネート等のように粘度が相対的に低い化合物とを組み合わせることが好ましい。混合された電解液のイオン伝導度の点で、エチレンカーボネートと、エチルメチルカーボネート又はジエチルカーボネートの何れかを含む組成にすることが好ましい。 These compounds used as the non-aqueous solvent may have a substituent, or may be a compound in which an oxygen atom is substituted with a sulfur atom. Examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom. When two or more compounds are used in combination as a nonaqueous solvent, a compound having a relatively high dielectric constant and a relatively high viscosity such as a cyclic carbonate or a cyclic lactone, and a relatively high viscosity such as a chain carbonate or the like. It is preferred to combine with low compounds. From the viewpoint of the ionic conductivity of the mixed electrolytic solution, a composition containing ethylene carbonate and either ethyl methyl carbonate or diethyl carbonate is preferable.
電解液は、ビニレンカーボネート、モノフッ素化エチレンカーボネート等のカーボネート類を添加剤として含有することが好ましい。負極活物質の表面には、C=O、C−H、COO等の官能基が存在しており、これらの官能基は、電池反応に伴い非水溶媒と不可逆的に反応して、SEI(Solid Electrolyte Interphase)被膜と呼ばれる表面被膜を形成する。SEI被膜は、非水溶媒の分解を抑制する作用を示すが、電池反応における電荷を消費して生成されるため電池の容量を低下させる一因となる。これに対して、ビニレンカーボネート等を添加しておくと、容量の低下を抑制してSEI被膜を形成させることができる。ビニレンカーボネート等の添加剤の添加量は、電解液の総重量当たり、2質量%以下とすることが好ましい。添加量がこのような範囲であると、過剰なビニレンカーボネート等が酸化分解されたときに容量や出力の低下が小さくて済む点で有利である。 The electrolyte preferably contains a carbonate such as vinylene carbonate or monofluorinated ethylene carbonate as an additive. On the surface of the negative electrode active material, functional groups such as C = O, CH, and COO exist, and these functional groups react irreversibly with a non-aqueous solvent along with the battery reaction to form SEI ( Solid Electrolyte Interphase) A surface film called a film is formed. The SEI coating has an action of suppressing the decomposition of the non-aqueous solvent, but is generated by consuming electric charges in the battery reaction, and thus contributes to reducing the capacity of the battery. On the other hand, if vinylene carbonate or the like is added, the SEI film can be formed while suppressing a decrease in capacity. The amount of additives such as vinylene carbonate is preferably 2% by mass or less based on the total weight of the electrolytic solution. When the amount of addition is in such a range, it is advantageous in that a decrease in capacity and output can be small when excessive vinylene carbonate or the like is oxidatively decomposed.
電解液には、カルボン酸無水物、1、3−プロパンスルトン等の硫黄化合物、リチウムビスオキサレートボレート(LiBOB)、ホウ酸トリメチル(TMB)等のホウ素化合物等を添加剤として含有していてもよい。また、電解液は、電池の過充電を抑制する過充電抑制剤、電解液の難燃性(自己消火性)を向上させる難燃化剤、電極やセパレータの濡れ性を改善する濡れ性改善剤、正極活物質からのMnの溶出を抑制する添加剤、電解液のイオン伝導性を向上させるための添加剤等を含有していてもよい。これらの添加剤の添加量の総計は、電解液当たり、10質量%未満とすることが好ましい。 The electrolyte may contain a sulfur compound such as carboxylic anhydride, 1,3-propane sultone, or a boron compound such as lithium bisoxalate borate (LiBOB) or trimethyl borate (TMB) as an additive. Good. The electrolyte is an overcharge inhibitor that suppresses overcharging of the battery, a flame retardant that improves the flame retardancy (self-extinguishing properties) of the electrolyte, and a wettability improver that improves the wettability of the electrodes and separators. And an additive for suppressing elution of Mn from the positive electrode active material, an additive for improving the ionic conductivity of the electrolytic solution, and the like. The total amount of these additives is preferably less than 10% by mass based on the electrolyte.
過充電抑制剤としては、例えば、ビフェニル、ビフェニルエーテル、ターフェニル、メチルターフェニル、ジメチルターフェニル、シクロヘキシルベンゼン、ジシクロヘキシルベンゼン、トリフェニルベンゼン、ヘキサフェニルベンゼン、アジポニトリル、ジオキサン類等が挙げられる。また、難燃化剤としては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等の有機リン化合物、ホウ酸エステル等をはじめとする前記の非水溶媒のフッ化物等を用いることができる。また、濡れ性改善剤としては、例えば、1、2−ジメトキシエタン等をはじめとする鎖状エーテル等を用いることができる。 Examples of the overcharge inhibitor include biphenyl, biphenyl ether, terphenyl, methyl terphenyl, dimethyl terphenyl, cyclohexylbenzene, dicyclohexylbenzene, triphenylbenzene, hexaphenylbenzene, adiponitrile, dioxane, and the like. As the flame retardant, for example, an organic phosphorus compound such as trimethyl phosphate and triethyl phosphate, a fluoride of the above-mentioned non-aqueous solvent such as a borate ester, and the like can be used. As the wetting agent, for example, chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane and the like can be used.
以上の構成を有するリチウム二次電池は、電池蓋を正極外部端子、電池缶の底部を負極外部端子として、外部から供給された電力を捲回電極群に蓄積するとともに、捲回電極群に蓄積した電力を外部の装置等に供給することができる。本実施形態のリチウム二次電池は、例えば、携帯電子機器や家庭用電気機器等の小型電源、無停電電源や電力平準化装置等の定置用電源、船舶、鉄道、ハイブリット自動車、電気自動車等の駆動電源として使用することができる。 With the lithium secondary battery having the above configuration, the battery lid is used as a positive electrode external terminal, and the bottom of the battery can is used as a negative electrode external terminal, and the externally supplied power is stored in the wound electrode group and stored in the wound electrode group. This power can be supplied to an external device or the like. The lithium secondary battery of the present embodiment is, for example, a small power supply such as a portable electronic device or a household electric device, a stationary power supply such as an uninterruptible power supply or a power leveling device, a ship, a railway, a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like. It can be used as a drive power supply.
なお、以上の実施形態では、電極群及び電池容器13が、円筒形状に形成されている。しかしながら、電極群の形態は、扁平円形状に捲回した形態、短冊状の電極を積層した形態、電極が収納された袋状のセパレータを積層して多層構造とした形態等に例示される種々の形態とすることも可能である。また、電池容器13は、電極群の形態に応じて、円筒形状、扁平楕円形状、扁長楕円形状、角形状、コイン形状、ボタン形状等の適宜の形状とすることができる。また、軸心21を備えない形態とすることも可能である
In the above embodiment, the electrode group and the
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the technical scope of the present invention is not limited thereto.
(実施例1)
前記式(1)によって表される正極活物質と、前記式(2)によって表されるホウ酸エステルとしてトリイソプロポキシボロキシンと、を含む正極材料を用いて、以下の手順にしたがってリチウム二次電池を作製した。(Example 1)
Using a positive electrode material containing the positive electrode active material represented by the above formula (1) and triisopropoxyboroxine as the borate ester represented by the above formula (2), lithium secondary was prepared according to the following procedure. A battery was manufactured.
はじめに、正極活物質の出発原料として、炭酸リチウム、水酸化ニッケル、炭酸コバルト、及び、炭酸マンガンを用意した。次に、これら出発原料を混合する混合工程を実施した。具体的には、出発原料を、原子比でLi:Ni:Co:Mnが、1.04:0.80:0.15:0.05となるように秤量して粉砕及び混合し、粉末状の混合物を得た。 First, lithium carbonate, nickel hydroxide, cobalt carbonate, and manganese carbonate were prepared as starting materials for the positive electrode active material. Next, a mixing step of mixing these starting materials was performed. Specifically, the starting materials are weighed and pulverized and mixed so that the atomic ratio of Li: Ni: Co: Mn is 1.04: 0.80: 0.15: 0.05, and the starting material is powdered. Was obtained.
次に、得られた混合物を焼成する焼成工程を実施した。具体的には、混合工程によって得られた混合粉を、第1熱処理工程に供して第1前駆体を得た。その後、第1前駆体を第2熱処理工程に供して第2前駆体を得てから、第2前駆体を第3熱処理工程に供してリチウム複合化合物を焼成した。 Next, a firing step of firing the obtained mixture was performed. Specifically, the mixed powder obtained in the mixing step was subjected to a first heat treatment step to obtain a first precursor. Thereafter, the first precursor was subjected to a second heat treatment step to obtain a second precursor, and then the second precursor was subjected to a third heat treatment step to fire the lithium composite compound.
第1熱処理工程では、混合工程によって得られた1kgの混合粉を、縦300mm、横300mm、高さ100mmのアルミナ容器に充填し、連続搬送炉によって、大気雰囲気で350℃の熱処理温度で1時間にわたって熱処理して第1前駆体の粉末を得た。この工程では、水酸化ニッケルの熱分解に伴う水蒸気と、炭酸コバルト及び炭酸マンガンの熱分解に伴う二酸化炭素が発生する。 In the first heat treatment step, 1 kg of the mixed powder obtained in the mixing step is filled in an alumina container having a length of 300 mm, a width of 300 mm, and a height of 100 mm, and is heated at a heat treatment temperature of 350 ° C. in an air atmosphere by a continuous transfer furnace for one hour. To obtain a powder of the first precursor. In this step, water vapor accompanying the thermal decomposition of nickel hydroxide and carbon dioxide accompanying the thermal decomposition of cobalt carbonate and manganese carbonate are generated.
第2熱処理工程では、第1熱処理工程で得られた第1前駆体の粉末を、酸素濃度90%以上の雰囲気に置換した連続搬送炉によって、酸素気流中で600℃の熱処理温度で10時間にわたって熱処理して第2前駆体の粉末を得た。この工程では、第1熱処理工程で反応しきれなかった炭酸コバルト及び炭酸マンガンが熱分解し、二酸化炭素が発生する。さらに、炭酸リチウムとNi、Co、Mnとの反応が進むことにより、二酸化炭素が発生する。 In the second heat treatment step, the first precursor powder obtained in the first heat treatment step is replaced with an atmosphere having an oxygen concentration of 90% or more in a continuous transfer furnace in an oxygen stream at a heat treatment temperature of 600 ° C. for 10 hours. Heat treatment was performed to obtain a second precursor powder. In this step, cobalt carbonate and manganese carbonate that did not react in the first heat treatment step are thermally decomposed to generate carbon dioxide. Furthermore, carbon dioxide is generated as the reaction between lithium carbonate and Ni, Co, and Mn proceeds.
以上の工程によって得られた正極活物質は、ICP発光分光分析によって元素分析を行ったところ、Li1.02Ni0.8Mn0.05Co0.15O2であることが確認された。The positive electrode active material obtained by the above steps was subjected to elemental analysis by ICP emission spectroscopy, and was confirmed to be Li 1.02 Ni 0.8 Mn 0.05 Co 0.15 O 2 .
次に、得られた正極活物質に、塊状黒鉛及びアセチレンブラックを混合した。また、ホウ酸エステルとして、トリイソプロポキシボロキシン((BO)3(O(CH)(CH3)2)3)を、正極活物質とホウ酸エステルの合計量に対する割合が1質量%となるように混合した。更に、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解した溶液を混合して正極合剤スラリーを調製した。なお、正極活物質、塊状黒鉛、アセチレンブラック、及び、PVDFは、質量比が85:8:2:5となる量を混合した。そして、この正極合剤スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面に均一に塗布し、80℃の温度で乾燥した。また、アルミニウム箔の反対側の面にも、同様にして正極合剤スラリーを塗布し、乾燥した。その後、ロールプレス機により圧縮成形し、塗布幅5.4cm、塗布長さ50cmとなるよう切断して正極とした。作製した正極を観察したところ、正極活物質の表面に被覆層は生成されていないことが確認できた。Next, massive graphite and acetylene black were mixed with the obtained positive electrode active material. Further, the ratio of triisopropoxyboroxine ((BO) 3 (O (CH) (CH 3 ) 2 ) 3 ) to the total amount of the positive electrode active material and the borate is 1% by mass as the borate. Was mixed as follows. Furthermore, a solution in which polyvinylidene fluoride (PVDF) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was mixed to prepare a positive electrode mixture slurry. In addition, the positive electrode active material, massive graphite, acetylene black, and PVDF were mixed in such amounts that the mass ratio became 85: 8: 2: 5. Then, this positive electrode mixture slurry was uniformly applied on one surface of an aluminum foil (positive electrode current collector) having a thickness of 20 μm, and dried at a temperature of 80 ° C. Further, the positive electrode mixture slurry was similarly applied to the surface on the opposite side of the aluminum foil and dried. Then, it compression-molded with the roll press machine, and cut | disconnected so that it might become application width 5.4cm and application length 50cm, and it was set as the positive electrode. Observation of the produced positive electrode confirmed that no coating layer was formed on the surface of the positive electrode active material.
負極は、面間隔が0.368nm、平均粒径が20μm、比表面積が5m2/gの天然黒鉛を負極活物質として作製した。はじめに、負極活物質の天然黒鉛とカルボキシメチルセルロースの水分散液とを充分に混合し、スチレンブタジエン共重合体の水分散液を加えて負極合剤スラリーを調製した。天然黒鉛、カルボキシメチルセルロース、及び、スチレンブタジエン共重合体は、質量比が98:1:1となる量を混合した。そして、この負極合剤スラリーを厚さ10μmの圧延銅箔(負極集電体)に均一に塗布し、その後、正極と同様に乾燥、圧縮成形等して負極を作製した。The negative electrode was made of natural graphite having a plane spacing of 0.368 nm, an average particle size of 20 μm, and a specific surface area of 5 m 2 / g as a negative electrode active material. First, natural graphite as a negative electrode active material and an aqueous dispersion of carboxymethyl cellulose were sufficiently mixed, and an aqueous dispersion of a styrene-butadiene copolymer was added to prepare a negative electrode mixture slurry. Natural graphite, carboxymethylcellulose, and styrene-butadiene copolymer were mixed in an amount such that the mass ratio became 98: 1: 1. Then, the negative electrode mixture slurry was uniformly applied to a rolled copper foil (negative electrode current collector) having a thickness of 10 μm, and then dried and compression-molded in the same manner as the positive electrode to produce a negative electrode.
次に、作製した正極と負極とを用いて、図1に示す円筒型のリチウム二次電池を作製した。正極及び負極には、それぞれ電流引き出し用の正極リード及び負極リードを超音波溶接により形成した。正極リード及び負極リードは、集電体とそれぞれ同じ材質とし、タブ付けされた正極及び負極間にポリエチレン製のセパレータを挟んで重ね、螺旋状に捲いて電極群とし、円筒状の電池容器に収納した。そして、電池容器内に電解液を注入して密封し、リチウム二次電池とした。電解液としては、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)を、EC:EMC=1:2の体積比で混合した混合溶液に、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を1.0mol/Lの濃度となるように添加して用いた。このリチウム二次電池の設計容量は、1.8Ahであった。Next, a cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 was produced using the produced positive electrode and negative electrode. A positive electrode lead and a negative electrode lead for current extraction were formed on the positive electrode and the negative electrode, respectively, by ultrasonic welding. The positive electrode lead and the negative electrode lead are made of the same material as the current collector, respectively. A polyethylene separator is sandwiched between the tabbed positive electrode and negative electrode, and spirally wound to form an electrode group, which is housed in a cylindrical battery container. did. Then, an electrolytic solution was injected into the battery container and sealed to obtain a lithium secondary battery. As an electrolytic solution, a mixed solution of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) in a volume ratio of EC: EMC = 1: 2 was mixed with 1.0 mol / L of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ). L was used so that the concentration became L. The design capacity of this lithium secondary battery was 1.8 Ah.
(実施例2)
正極活物質に混合するトリイソプロポキシボロキシン((BO)3(O(CH)(CH3)2)3)の量を0.5質量%にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 2)
Lithium was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of triisopropoxyboroxine ((BO) 3 (O (CH) (CH 3 ) 2 ) 3 ) mixed with the positive electrode active material was 0.5% by mass. A secondary battery was manufactured.
(実施例3)
正極活物質に混合するトリイソプロポキシボロキシン((BO)3(O(CH)(CH3)2)3)の量を2.0質量%にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 3)
Lithium was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of triisopropoxyboroxine ((BO) 3 (O (CH) (CH 3 ) 2 ) 3 ) mixed with the positive electrode active material was changed to 2.0% by mass. A secondary battery was manufactured.
(実施例4)
正極活物質に混合するトリイソプロポキシボロキシン((BO)3(O(CH)(CH3)2)3)の量を5.0質量%にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 4)
Lithium was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of triisopropoxyboroxine ((BO) 3 (O (CH) (CH 3 ) 2 ) 3 ) mixed with the positive electrode active material was changed to 5.0% by mass. A secondary battery was manufactured.
(実施例5)
正極活物質に混合するホウ酸エステルをトリメトキシボロキシン((BO)3(OCH3)3)にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 5)
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the borate ester mixed with the positive electrode active material was trimethoxyboroxine ((BO) 3 (OCH 3 ) 3 ).
(実施例6)
正極活物質に混合するホウ酸エステルをトリメトキシボロキシン((BO)3(OCH3)3)とし、その量を0.5質量%にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 6)
Lithium secondary was prepared in the same manner as in Example 1 except that the borate ester mixed with the positive electrode active material was trimethoxyboroxine ((BO) 3 (OCH 3 ) 3 ) and the amount was 0.5% by mass. A battery was manufactured.
(実施例7)
正極活物質に混合するホウ酸エステルをトリメトキシボロキシン((BO)3(OCH3)3)とし、その量を2.0質量%にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 7)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that the borate ester mixed with the positive electrode active material was trimethoxyboroxine ((BO) 3 (OCH 3 ) 3 ) and the amount was 2.0% by mass. A battery was manufactured.
(実施例8)
正極活物質に混合するホウ酸エステルをトリメトキシボロキシン((BO)3(OCH3)3)とし、その量を5.0質量%にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 8)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that the borate mixed with the positive electrode active material was trimethoxyboroxine ((BO) 3 (OCH 3 ) 3 ) and the amount was 5.0% by mass. A battery was manufactured.
(実施例9)
正極活物質に混合するホウ酸エステルをトリシクロヘキソキシボロキシン((BO)3(O(C6H11))3)にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 9)
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that the borate mixed with the positive electrode active material was tricyclohexoxyboroxine ((BO) 3 (O (C 6 H 11 )) 3 ). .
(実施例10)
正極活物質に混合するホウ酸エステルをトリシクロヘキソキシボロキシン((BO)3(O(C6H11))3)とし、その量を0.5質量%にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 10)
Example 1 was repeated except that the borate mixed with the positive electrode active material was tricyclohexoxyboroxine ((BO) 3 (O (C 6 H 11 )) 3 ) and the amount was 0.5% by mass. Similarly, a lithium secondary battery was manufactured.
(実施例11)
正極活物質に混合するホウ酸エステルをトリシクロヘキソキシボロキシン((BO)3(O(C6H11))3)とし、その量を2.0質量%にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 11)
Example 1 was repeated except that the borate mixed with the positive electrode active material was tricyclohexoxyboroxine ((BO) 3 (O (C 6 H 11 )) 3 ) and the amount was 2.0% by mass. Similarly, a lithium secondary battery was manufactured.
(実施例12)
正極活物質に混合するホウ酸エステルをトリシクロヘキソキシボロキシン((BO)3(O(C6H11))3)とし、その量を5.0質量%にした以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Example 12)
Example 1 was repeated except that the borate ester mixed with the positive electrode active material was tricyclohexoxyboroxine ((BO) 3 (O (C 6 H 11 )) 3 ) and the amount was 5.0 mass%. Similarly, a lithium secondary battery was manufactured.
(比較例1)
正極合剤スラリーにホウ酸エステル類を添加すること無く、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Comparative Example 1)
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that borate esters were not added to the positive electrode mixture slurry.
(比較例2)
正極合剤スラリーにホウ酸エステル類に代えてリチウムビスオキサレートボレートを1.0質量%混合した以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Comparative Example 2)
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 1.0% by mass of lithium bisoxalate borate was mixed in the positive electrode mixture slurry instead of the borate esters.
(比較例3)
正極合剤スラリーにホウ酸エステル類に代えてトリメチルボロキシン((BO)3(CH3)3)を1.0質量%混合した以外は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製した。(Comparative Example 3)
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that 1.0% by mass of trimethylboroxine ((BO) 3 (CH 3 ) 3 ) was mixed in the positive electrode mixture slurry instead of borate esters. did.
作製した実施例1乃至12に係るリチウム二次電池、及び、比較例1乃至3に係るリチウム二次電池について、初期の直流内部抵抗を、以下の手順で測定した。はじめに、上限電圧を4.2V、電流値を1.8Aとして、定電流定電圧で5時間充電した。次いで、終止電圧を3.0V、電流値を1.8Aとして、定電流で放電した。その後、この充放電操作を計3サイクルまで繰り返した。続いて、上限電圧を4.2V、電流値を1.8Aとして、定電流定電圧で5時間充電した。そして、15分間休止した後、電流値を1.8Aとして10秒間放電し、このときの放電による電圧降下を測定した。そして、電圧値の変位を電流値で除算して、初期の直流内部抵抗値を求めた。 The initial DC internal resistance of the manufactured lithium secondary batteries according to Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3 was measured by the following procedure. First, the battery was charged at a constant current and constant voltage for 5 hours with an upper limit voltage of 4.2 V and a current value of 1.8 A. Next, the battery was discharged at a constant current with a final voltage of 3.0 V and a current value of 1.8 A. Thereafter, this charge / discharge operation was repeated up to a total of three cycles. Subsequently, the battery was charged at a constant current and constant voltage for 5 hours with an upper limit voltage of 4.2 V and a current value of 1.8 A. After a pause of 15 minutes, the battery was discharged for 10 seconds at a current value of 1.8 A, and a voltage drop due to the discharge at this time was measured. Then, the initial DC internal resistance value was obtained by dividing the displacement of the voltage value by the current value.
実施例1乃至12に係るリチウム二次電池、及び、比較例1乃至3に係るリチウム二次電池について求めた直流内部抵抗値(内部抵抗)と、目視により確認された正極合剤スラリー性状の結果を表1に示す。なお、表のスラリー性状において、正極合剤スラリーのゲル化が認められない場合を「○」、正極合剤スラリーのゲル化は認められないものの正極合剤の密着性が悪化する場合を「△」、正極合剤スラリーのゲル化が認められる場合を「×」として示す。また、内部抵抗は、比較例1の結果を100としたときの相対値である。 DC internal resistance values (internal resistance) obtained for the lithium secondary batteries according to Examples 1 to 12 and the lithium secondary batteries according to Comparative Examples 1 to 3, and the results of the positive electrode mixture slurry properties visually confirmed Are shown in Table 1. In the slurry properties in the table, “○” indicates that no gelation of the positive electrode mixture slurry was observed, and “△” indicates that no gelation of the positive electrode mixture slurry was observed but the adhesion of the positive electrode mixture was deteriorated. ", And the case where gelation of the positive electrode mixture slurry is observed is indicated by" x ". The internal resistance is a relative value when the result of Comparative Example 1 is set to 100.
表1に示すように、実施例1乃至12では、正極合剤スラリーのゲル化が認められず、正極合剤スラリーを正極集電体に塗布するとき、粘度が高過ぎるようなことは無かった。実施例1乃至12のように、ニッケルを高い割合で含む前記式(1)によって表される正極活物質を用いる場合、正極合剤スラリーの調製時にアルカリ度が高くなり易いが、前記式(1)によって表される正極活物質と前記式(2)によって表されるホウ酸エステルとが共存していることにより、アルカリ成分による結着剤の変性が抑制されたものと考えられる。また、実施例1乃至3、5乃至7、9乃至11では、リチウム二次電池の内部抵抗が、比較例1よりも低くなった。この理由は、結着剤の変性が抑制されたことにより、正極合剤層中の粒子同士や、粒子と正極集電体との結着強度が向上し、粒子の分布のむらが低減された為であると考えられる。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 12, no gelation of the positive electrode mixture slurry was observed, and when the positive electrode mixture slurry was applied to the positive electrode current collector, the viscosity did not become too high. . When the positive electrode active material represented by the formula (1) containing nickel at a high ratio as in Examples 1 to 12 is used, the alkalinity tends to increase when the positive electrode mixture slurry is prepared. It is considered that the coexistence of the positive electrode active material represented by the formula (1) and the borate ester represented by the formula (2) suppresses the modification of the binder by an alkali component. In Examples 1 to 3, 5 to 7, and 9 to 11, the internal resistance of the lithium secondary battery was lower than that in Comparative Example 1. The reason for this is that, by suppressing the modification of the binder, the particles in the positive electrode mixture layer and the bonding strength between the particles and the positive electrode current collector are improved, and the uneven distribution of the particles is reduced. It is considered to be.
また、実施例4、8、12では、正極合剤スラリーのゲル化は認められなかったものの、正極合剤の密着性が悪化し、内部抵抗も比較例1より高くなった。よって、前記式(2)によって表されるホウ酸エステルの量は、5.0質量%未満が好ましいといえる。また、比較例2及び3では、正極合剤スラリーのゲル化が認められ、内部抵抗が実施例1、5及び9のそれぞれより高くなった。よって、前記式(2)によって表されるホウ酸エステルが結着剤の変性の抑制に有効であり、水素をアルキル置換したボロキシン誘導体や、他のホウ酸類は適していないと考えられる。 In Examples 4, 8, and 12, although no gelation of the positive electrode mixture slurry was observed, the adhesion of the positive electrode mixture was deteriorated, and the internal resistance was higher than that of Comparative Example 1. Therefore, it can be said that the amount of the borate represented by the formula (2) is preferably less than 5.0% by mass. In Comparative Examples 2 and 3, gelation of the positive electrode mixture slurry was observed, and the internal resistance was higher than in Examples 1, 5, and 9, respectively. Therefore, it is considered that the borate represented by the formula (2) is effective in suppressing the denaturation of the binder, and a boroxine derivative in which hydrogen has been alkyl-substituted and other boric acids are not suitable.
実施例及び比較例では、Li1.02Ni0.8Mn0.05Co0.15O2で表される正極活物質について正極合剤スラリーのゲル化抑制の効果を検討したが、前記式(1)で表される他の正極活物質についても、Ni含有割合が高く、残アルカリ量が多い傾向にあるため、前記式(2)で表されるホウ酸エステルを添加することにより、実施例1〜12と同様に正極合剤スラリーのゲル化を抑制できる。In Examples and Comparative Examples, the effect of suppressing the gelation of the positive electrode mixture slurry for the positive electrode active material represented by Li 1.02 Ni 0.8 Mn 0.05 Co 0.15 O 2 was examined. The other positive electrode active materials represented by (1) also tend to have a high Ni content and a large amount of residual alkali. Therefore, the addition of the borate represented by the above formula (2) was carried out. As in Examples 1 to 12, gelation of the positive electrode mixture slurry can be suppressed.
1 リチウム二次電池
10 正極
11 セパレータ
12 負極
13 電池容器
14 正極集電タブ
15 負極集電タブ
16 内蓋
17 内圧開放弁
18 ガスケット
19 正温度係数抵抗素子
20 電池蓋
21 軸心DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記結着剤は、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデンの共重合体、テトラフルオロエチレンの共重合体、及び、クロロトリフルオロエチレンの共重合体のうち、いずれか一種又は複数種であることを特徴とするリチウム二次電池用正極材料。
Li1+aNibMncCodMeO2+α・・・(1)
[但し、式(1)中、Mは、Mg、Al、Ti、Zr、Mo及びNbからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、a、b、c、d、e及びαは、−0.1≦a≦0.2、0.7<b≦0.9、0≦c<0.3、0≦d<0.3、0≦e≦0.25、b+c+d+e=1、及び、−0.2≦α≦0.2、を満たす数である。]
(BO)3(OR)3・・・(2)
[但し、式(2)中、Rは、炭素数1以上の有機基である。] It is seen containing a cathode active material represented by the following formula (1), and the boric acid ester represented by the following formula (2), a binder, a,
The binder is polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, a copolymer of vinylidene fluoride, a copolymer of tetrafluoroethylene, and a copolymer of chlorotrifluoroethylene, A positive electrode material for a lithium secondary battery, wherein the material is any one or a plurality of types .
Li 1 + a Ni b Mn c Co d M e O 2 + α ··· (1)
[However, in the formula (1), M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Zr, Mo and Nb, and a, b, c, d, e and α are , −0.1 ≦ a ≦ 0.2, 0.7 <b ≦ 0.9, 0 ≦ c <0.3, 0 ≦ d <0.3, 0 ≦ e ≦ 0.25, b + c + d + e = 1, And -0.2 ≦ α ≦ 0.2. ]
(BO) 3 (OR) 3 ... (2)
[However, in the formula (2), R is an organic group having 1 or more carbon atoms. ]
前記ホウ酸エステルが、トリイソプロポキシボロキシン、トリメトキシボロキシン及びトリシクロヘキソキシボロキシンのいずれかであることを特徴とするリチウム二次電池用正極材料。 A positive electrode material for a lithium secondary battery according to claim 1,
The positive electrode material for a lithium secondary battery, wherein the borate is any one of triisopropoxyboroxine, trimethoxyboroxine and tricyclohexoxyboroxine.
前記正極活物質と前記ホウ酸エステルの合計量に対する前記ホウ酸エステルの割合が5.0質量%未満であることを特徴とするリチウム二次電池用正極材料。 It is a positive electrode material for a lithium secondary battery according to claim 1 or 2,
A positive electrode material for a lithium secondary battery, wherein a ratio of the borate to the total amount of the positive electrode active material and the borate is less than 5.0% by mass.
前記正極活物質と前記ホウ酸エステルの合計量に対する前記ホウ酸エステルの割合が0.5質量%以上2.0質量%以下であることを特徴とするリチウム二次電池用正極材料。 A positive electrode material for a lithium secondary battery according to claim 3, wherein
A positive electrode material for a lithium secondary battery, wherein a ratio of the borate to the total amount of the positive electrode active material and the borate is 0.5% by mass or more and 2.0% by mass or less.
前記結着剤の量は、1質量%以上7質量%以下であることを特徴とするリチウム二次電池用正極材料。The positive electrode material for a lithium secondary battery, wherein the amount of the binder is 1% by mass or more and 7% by mass or less.
前記正極は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のリチウム二次電池用正極材料を含むことを特徴とするリチウム二次電池。 A lithium secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte,
The positive electrode, a lithium secondary battery which comprises a positive electrode material for a lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 5.
前記電解質は、ヘキサフルオロリン酸リチウムを含むことを特徴とするリチウム二次電池。 The lithium secondary battery according to claim 7,
The lithium secondary battery, wherein the electrolyte includes lithium hexafluorophosphate.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016129957 | 2016-06-30 | ||
| JP2016129957 | 2016-06-30 | ||
| PCT/JP2017/021288 WO2018003448A1 (en) | 2016-06-30 | 2017-06-08 | Positive electrode material for lithium secondary cell, and positive electrode for lithium secondary cell and lithium secondary cell in which said positive electrode material for lithium secondary cell is used |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2018003448A1 JPWO2018003448A1 (en) | 2019-01-10 |
| JP6642710B2 true JP6642710B2 (en) | 2020-02-12 |
Family
ID=60786857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018525005A Active JP6642710B2 (en) | 2016-06-30 | 2017-06-08 | Positive electrode material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery using the same, and lithium secondary battery |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6642710B2 (en) |
| WO (1) | WO2018003448A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7017468B2 (en) * | 2018-05-15 | 2022-02-08 | 株式会社クレハ | Electrode mixture, method for manufacturing electrode mixture, electrode structure, method for manufacturing electrode structure and secondary battery |
| JP7019508B2 (en) * | 2018-05-15 | 2022-02-15 | 株式会社クレハ | Electrode mixture, method for manufacturing electrode mixture, electrode structure, method for manufacturing electrode structure and secondary battery |
| JP7468621B2 (en) * | 2020-03-27 | 2024-04-16 | 株式会社村田製作所 | Secondary battery |
| CN114927670B (en) * | 2022-06-16 | 2024-04-09 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | Modified ternary positive electrode material and preparation method and application thereof |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014011002A (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Nippon Zeon Co Ltd | Slurry composition for electrochemical element electrode, and electrochemical element electrode |
| CN104781960B (en) * | 2013-10-29 | 2018-03-06 | 株式会社Lg 化学 | Preparation method of positive electrode active material and positive electrode active material for lithium secondary battery prepared by the method |
| JP2015204178A (en) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | 株式会社日立製作所 | Negative electrode for lithium ion secondary batteries, lithium ion secondary battery, and manufacturing methods thereof |
| JP6627241B2 (en) * | 2014-12-15 | 2020-01-08 | 住友金属鉱山株式会社 | Positive active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery |
| EP3246973B1 (en) * | 2015-11-13 | 2019-02-20 | Hitachi Metals, Ltd. | Positive-electrode material for lithium-ion secondary battery, method for producing the same, and lithium-ion secondary battery |
-
2017
- 2017-06-08 JP JP2018525005A patent/JP6642710B2/en active Active
- 2017-06-08 WO PCT/JP2017/021288 patent/WO2018003448A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2018003448A1 (en) | 2019-01-10 |
| WO2018003448A1 (en) | 2018-01-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6115569B2 (en) | Non-aqueous electrolyte and power storage device using the same | |
| JP6933216B2 (en) | Non-aqueous electrolyte and lithium ion secondary battery | |
| JP5601740B2 (en) | Cathode active material and lithium secondary battery including the same | |
| EP2503632A1 (en) | Secondary battery, as well as electronic device, electric power tool, electrical vehicle, and electric power storage system using said secondary battery | |
| JP6231817B2 (en) | Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery | |
| JP7469434B2 (en) | Nonaqueous electrolyte battery and method of manufacturing same | |
| JP5357517B2 (en) | Lithium ion secondary battery | |
| JP7794639B2 (en) | Non-aqueous electrolytes and energy devices | |
| JP6737289B2 (en) | Positive electrode active material for lithium-ion secondary battery, method for producing the same, and lithium-ion secondary battery | |
| CN108140886A (en) | Non-aqueous electrolytic solution for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, manufacturing method thereof, and lithium secondary battery | |
| KR20180126533A (en) | Lithium Secondary Battery and Method for Manufacturing Lithium Secondary Battery | |
| WO2016152425A1 (en) | Hydrofluoroether compound, nonaqueous electrolyte solution and lithium ion secondary battery | |
| JP7040460B2 (en) | A method for manufacturing a graphite-based material for a lithium ion secondary battery, a method for manufacturing a negative electrode for a lithium ion secondary battery, and a method for manufacturing a lithium ion secondary battery. | |
| JP7214662B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2015170542A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP6642710B2 (en) | Positive electrode material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery using the same, and lithium secondary battery | |
| CN108496267A (en) | The manufacturing method of negative electrode active material, mixing negative electrode active material material, non-aqueous electrolyte secondary battery, the manufacturing method of negative electrode active material and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| WO2016013364A1 (en) | Nonaqueous electrolyte solution and lithium ion secondary battery | |
| JP4867161B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2024502453A (en) | Electrolyte for lithium secondary batteries and lithium secondary batteries containing the same | |
| JP6042195B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2019197705A (en) | Nonaqueous electrolyte and power storage device using the same | |
| JP6960760B2 (en) | Additives for lithium secondary batteries, electrolytes for lithium secondary batteries using them, methods for manufacturing lithium secondary batteries and additives for lithium secondary batteries using them. | |
| JP5858687B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof | |
| JP2024506152A (en) | Electrolyte for lithium secondary batteries and lithium secondary batteries containing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180829 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190806 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191004 |
|
| 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: 20191203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191216 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6642710 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |