JP7067037B2 - Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material used for this, and non-aqueous electrolyte secondary battery using this - Google Patents
Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material used for this, and non-aqueous electrolyte secondary battery using this Download PDFInfo
- Publication number
- JP7067037B2 JP7067037B2 JP2017231350A JP2017231350A JP7067037B2 JP 7067037 B2 JP7067037 B2 JP 7067037B2 JP 2017231350 A JP2017231350 A JP 2017231350A JP 2017231350 A JP2017231350 A JP 2017231350A JP 7067037 B2 JP7067037 B2 JP 7067037B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- lithium
- secondary battery
- aqueous electrolyte
- electrolyte secondary
- 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
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は、非水系電解質二次電池用正極電極、これに用いられる正極活物質、およびこれを利用した二次電池に関する。さらに詳しくは、電子機器や自動車に用いられる非水系電解質二次電池用正極電極、これに用いられる正極活物質、およびこれを利用した非水系電解質二次電池に関する。 The present invention relates to a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a positive electrode active material used therein, and a secondary battery using the positive electrode. More specifically, the present invention relates to a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery used in electronic devices and automobiles, a positive electrode active material used therein, and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.
近年、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯電子機器の普及に伴い、高いエネルギー密度を有する小型で軽量な二次電池の開発が強く望まれている。また、ハイブリット自動車や電気自動車用の電池として高出力の二次電池の開発が強く望まれている。このような要求を満たす非水系電解質二次電池として、リチウムイオン二次電池がある。 In recent years, with the widespread use of portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers, the development of small and lightweight secondary batteries having a high energy density is strongly desired. Further, it is strongly desired to develop a high output secondary battery as a battery for a hybrid vehicle or an electric vehicle. As a non-aqueous electrolyte secondary battery satisfying such a requirement, there is a lithium ion secondary battery.
リチウムイオン二次電池は、正極活物質を主要構成成分とする正極と、負極活物質を主要構成成分とする負極と、非水系電解液とから構成され、負極および正極はリチウムを脱離・挿入することの可能な材料が用いられている。
このようなリチウムイオン二次電池は、現在研究・開発が盛んに行われており、層状型のリチウム金属複合酸化物を正極材料に用いたリチウムイオン二次電池は、4V級の高い電圧が得られるため、高いエネルギー密度を有する電池として実用化が進んでいる。
The lithium ion secondary battery is composed of a positive electrode whose main component is a positive electrode active material, a negative electrode whose main component is a negative electrode active material, and a non-aqueous electrolyte solution. Materials that can be used are used.
Such lithium-ion secondary batteries are currently being actively researched and developed, and lithium-ion secondary batteries using a layered lithium metal composite oxide as a positive electrode material can obtain a high voltage of 4V class. Therefore, it is being put into practical use as a battery having a high energy density.
これまで提案されている正極材料としては、合成が比較的容易なリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2)や、コバルトよりも安価なニッケルを用いたリチウムニッケル複合酸化物(LiNiO2)、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)などを挙げることができる。 The positive electrode materials proposed so far include lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ), which is relatively easy to synthesize, lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ) using nickel, which is cheaper than cobalt, and lithium nickel cobalt. Manganese composite oxides (LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ) and the like can be mentioned.
上記リチウム複合酸化物を自動車用電池として開発するためには、現状よりも高出力が得られる正極材料に改良すること、すなわち正極材料の低抵抗化が重要となる。
また、上記リチウム複合酸化物の中には、大気中で取り扱う際、大気中の水分や二酸化炭素と反応して表面の変性を起こし、容量低下や抵抗増加を引き起こすものがある。したがって、これらの正極活物質の劣化を防ぐことが重要となる。
In order to develop the lithium composite oxide as an automobile battery, it is important to improve the positive electrode material to obtain a higher output than the current state, that is, to reduce the resistance of the positive electrode material.
In addition, some of the above-mentioned lithium composite oxides react with moisture and carbon dioxide in the atmosphere to cause surface denaturation when handled in the atmosphere, resulting in a decrease in capacity and an increase in resistance. Therefore, it is important to prevent deterioration of these positive electrode active materials.
特許文献1には、リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物からなる粒子の表面にLi3PO4、LiPON(リン酸リチウムオキシナイトライド)、Li2S-SiS2-Li3PO4等のLi化合物を添着することにより、1週間保存後における内部抵抗の上昇が抑制されることが報告されている。
In
特許文献2には、Li元素と、遷移金属元素とを含むリチウム含有複合酸化物の粉末の表面をLi3PO4で被覆することにより、サイクル特性とレート特性に優れたリチウムイオン二次電池を提供できる正極活物質が得られると報告されている。
特許文献3には、リチウム金属複合酸化物粉末とタングステン酸リチウムを混合することで、電池の正極抵抗を低減して出力特性を向上させることが可能であると報告されている。
しかしながら、特許文献1、2のようにリチウムとリンを含む化合物で被覆した場合や、特許文献3のようにリチウムとタングステンを含む化合物を混合しただけでは、電池性能の劣化を防いだり、電解液/正極界面抵抗を減少させ高出力を得る効果は充分ではなかった。
However, when it is coated with a compound containing lithium and phosphorus as in
本発明は、上記問題点に鑑み、電池の正極として用いられた際に、電池の高出力化が可能となり、電池の性能の劣化が少ない非水系電解質二次電池用正極電極と、該電極に用いられる正極活物質を提供することを目的とする。
また、高出力が得られるとともに、電池の性能の劣化が少ない非水系電解質二次電池を提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which enables high output of the battery when used as a positive electrode of the battery and hardly deteriorates the performance of the battery, and the electrode. It is an object of the present invention to provide a positive electrode active material to be used.
Another object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery which can obtain high output and hardly deteriorate the performance of the battery.
本発明者は、上記課題を解決するため、非水系電解質二次電池用正極活物質として用いられるリチウム金属複合酸化物の諸特性について検討した結果、リチウム金属複合酸化物の表面にニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含む化合物からなる被覆層を形成することで、正極電極における、より詳細にはリチウム金属複合酸化物表面でのリチウムイオン伝導性を向上させることができるとの知見を得た。また、この正極電極を用いることで二次電池の電解液/正極界面抵抗を大幅に低減して、二次電池の出力特性を向上させるとともに、電池性能の劣化を抑制することが可能であるとの知見を得て、本発明を完成した。 In order to solve the above problems, the present inventor has investigated various characteristics of the lithium metal composite oxide used as a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and as a result, the surface of the lithium metal composite oxide is composed of niobium . It was found that by forming a coating layer composed of a compound containing a metal element, tungsten and lithium, the lithium ion conductivity on the surface of the lithium metal composite oxide in the positive electrode can be improved in more detail. Obtained. Further, by using this positive electrode, it is possible to significantly reduce the electrolytic solution / positive electrode interfacial resistance of the secondary battery, improve the output characteristics of the secondary battery, and suppress the deterioration of the battery performance. The present invention was completed based on the above findings.
第1発明の非水系電解質二次電池用正極電極は、リチウム金属複合酸化物からなる正極活物質により構成された正極と、該正極の表面に形成された、ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含むリチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層とからなり、前記リチウムイオン伝導酸化物が、Li
2
WO
4
とLiNbO
3
からなる化合物であることを特徴とする。
第2発明の非水系電解質二次電池用正極電極は、第1発明において、前記Li2WO4とLiNbO3からなるリチウムイオン伝導酸化物の、Wに対するNbのモル比が0.5を超え、4未満であることを特徴とする。
第3発明の非水系電解質二次電池用正極電極は、第1または第2発明において、前記被覆層に含まれているタングステンおよびニオブの合計モル量が、前記リチウム金属複合酸化物に含まれるリチウム以外の金属元素の合計モル量に対して0.05~5.0%であることを特徴とする。
第4発明の非水系電解質二次電池用正極電極は、第1、第2または第3発明において、前記ニオブからからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含むリチウムイオン伝導酸化物が非晶質状態であることを特徴とする。
第5発明の非水系電解質二次電池用正極電極は、第1、第2、第3または第4発明において、前記正極が薄膜であり、前記被覆層が前記正極に重畳して層状に形成されていることを特徴とする。
第6発明の非水系電解質二次電池用正極電極は、第1、第2、第3または第4発明において、前記リチウム金属複合酸化物が粒子状であり、前記被覆層は前記リチウム金属複合酸化物の粒子の表面に形成されていることを特徴とする。
第7発明の非水系電解質二次電池用正極電極は、第5または第6発明において、前記被覆層の厚さが、1~500nmであることを特徴とする。
第8発明の非水系電解質二次電池用正極活物質は、請求項5または6に記載の非水系電解質二次電池用正極電極に用いられる正極活物質であって、前記リチウム金属複合酸化物にニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含むリチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層が形成されていることを特徴とする。
第9発明の非水系電解質二次電池は、請求項8の正極活物質を用いた正極電極が用いられていることを特徴とする。
The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the first invention comprises a positive electrode made of a positive electrode active material made of a lithium metal composite oxide, and a metal element made of niob and tungsten formed on the surface of the positive electrode. It is composed of a coating layer made of a lithium ion conductive oxide containing lithium, and is characterized in that the lithium ion conductive oxide is a compound composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 .
In the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the second invention, in the first invention, the molar ratio of Nb to W of the lithium ion conductive oxide composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 exceeds 0.5. It is characterized by being less than 4.
In the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the third invention, in the first or second invention, the total molar amount of tungsten and niobium contained in the coating layer is the lithium metal composite oxide. It is characterized in that it is 0.05 to 5.0% with respect to the total molar amount of metal elements other than lithium contained.
In the first , second or third invention, the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the fourth invention is a lithium ion conductive oxide containing the metal element composed of niobium , tungsten and lithium. Is characterized by being in an amorphous state.
In the first , second, third or fourth aspect of the invention, the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the fifth invention has the positive electrode being a thin film, and the coating layer is layered on the positive electrode. It is characterized by being formed in.
In the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the sixth invention, in the first , second, third or fourth invention, the lithium metal composite oxide is in the form of particles, and the coating layer is the lithium. It is characterized in that it is formed on the surface of particles of a metal composite oxide.
The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the seventh invention is characterized in that, in the fifth or sixth invention, the thickness of the coating layer is 1 to 500 nm.
The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the eighth invention is a positive electrode active material used for the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the ninth invention is characterized in that a positive electrode using the positive electrode active material according to claim 8 is used.
第1発明によれば、非水系電解質二次電池用正極電極が、リチウム金属複合酸化物からなる正極活物質により構成された正極の表面の被覆層を形成するリチウムイオン伝導酸化物がLi
2
WO
4
とLiNbO
3
からなる化合物であることにより、電極におけるリチウムイオン伝導性を向上できるとともに、電解質に対して安定であり、タングステンやニオブの溶出等による電池への悪影響を低減できる。よって、この電極を用いることで、高出力化が実現可能であり、高出力性能が劣化しにくい非水系電解質二次電池用正極電極が提供できる。
第2発明によれば、被覆層を形成するLi2WO4とLiNbO3からなるリチウムイオン伝導酸化物のWに対するNbのモル比0.5を超えて4未満であることにより、被覆層のリチウムイオン伝導度をさらに向上させることができ、電池の出力特性を向上させることができる。
第3発明によれば、前記被覆層に含まれているタングステンおよびニオブの合計モル量が、前記リチウム金属複合酸化物に含まれるリチウム以外の金属元素の合計に対して0.05~5.0%であることにより、正極活物質粒子と電解液との間のリチウムイオンの拡散パスがより確実に確保でき、正極活物質粒子を用いた電池の高出力化が可能になる。
第4発明によれば、ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含むリチウムイオン伝導酸化物が非晶質状態であることにより、正極電極の正極界面抵抗をさらに低減させることができる。
第5発明によれば、正極が薄膜であり被覆層が正極に重畳して形成されていることにより、正極活物質表面の劣化が抑制されると共に薄膜正極と電解液との間にリチウムイオンの拡散パスを確保することができ、薄膜正極を用いた電池の高出力化が可能となる。
第6発明によれば、リチウム金属複合酸化物が粒子状であり、被覆層がリチウム金属複合酸化物の粒子の表面に形成されていることにより、正極活物質表面の劣化が抑制されると共に正極活物質粒子と電解液との間にリチウムイオンの拡散パスを確保することができ、正極活物質粒子を用いた電池の高出力化が可能になる。
第7発明によれば、被覆層の厚さが、1~500nmであることにより、リチウムイオン伝導性があり、かつ耐候性のある被覆層を十分に確保できるので、電池の出力特性を向上させることができる。
第8発明によれば、正極活物質であるリチウム金属複合酸化物の粒子の表面にニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含むリチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層が形成されていることにより、正極活物質のリチウムイオン伝導性を向上できるとともに、この性能の劣化を抑制することができる。
第9発明によれば、二次電池の高出力化が可能になるとともに、この高出力化の性能の劣化を抑制することができる。
According to the first invention, the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery is a lithium ion conductive oxide forming a coating layer on the surface of a positive electrode composed of a positive electrode active material made of a lithium metal composite oxide. Since it is a compound composed of 4 and LiNbO 3 , the lithium ion conductivity in the electrode can be improved , it is stable with respect to the electrolyte, and the adverse effect on the battery due to the elution of tungsten or niobium can be reduced . Therefore, by using this electrode, it is possible to realize high output, and it is possible to provide a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which high output performance is not easily deteriorated .
According to the second invention, the molar ratio of Nb to W of the lithium ion conductive oxide composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 forming the coating layer is more than 0.5 and less than 4, so that the lithium of the coating layer is lithium. The ionic conductivity can be further improved, and the output characteristics of the battery can be improved.
According to the third invention, the total molar amount of tungsten and niobium contained in the coating layer is 0.05 to 5.0 with respect to the total amount of metal elements other than lithium contained in the lithium metal composite oxide. When it is%, the diffusion path of lithium ions between the positive electrode active material particles and the electrolytic solution can be more reliably secured, and the output of the battery using the positive electrode active material particles can be increased.
According to the fourth invention, when the lithium ion conductive oxide containing a metal element composed of niobium , tungsten and lithium is in an amorphous state, the positive electrode interfacial resistance of the positive electrode can be further reduced.
According to the fifth invention, since the positive electrode is a thin film and the coating layer is formed so as to be superimposed on the positive electrode, deterioration of the surface of the positive electrode active material is suppressed and lithium ions are generated between the thin film positive electrode and the electrolytic solution. It is possible to secure a diffusion path and increase the output of a battery using a thin film positive electrode.
According to the sixth invention, since the lithium metal composite oxide is in the form of particles and the coating layer is formed on the surface of the particles of the lithium metal composite oxide, deterioration of the surface of the positive electrode active material is suppressed and the positive electrode is formed. It is possible to secure a diffusion path of lithium ions between the active material particles and the electrolytic solution, and it is possible to increase the output of the battery using the positive electrode active material particles.
According to the seventh invention, when the thickness of the coating layer is 1 to 500 nm, a coating layer having lithium ion conductivity and weather resistance can be sufficiently secured, so that the output characteristics of the battery are improved. be able to.
According to the eighth invention, a coating layer made of a lithium ion conductive oxide containing a metal element made of niobium , tungsten and lithium is formed on the surface of particles of a lithium metal composite oxide which is a positive electrode active material. Therefore, the lithium ion conductivity of the positive electrode active material can be improved, and the deterioration of this performance can be suppressed.
According to the ninth invention, it is possible to increase the output of the secondary battery and suppress the deterioration of the performance of the high output.
(本発明の基本概念)
本発明の非水系電解質二次電池用正極電極(以下、単に「正極電極」という)は、リチウム金属複合酸化物の表面に、ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含む化合物からなるリチウムイオン伝導酸化物を被覆した正極電極である。また、非水系電解質二次電池(以下、単に「電池」という)は、上記正極電極に加え、セパレータ、負極、および電解液から構成される電池である。
(Basic Concept of the Present Invention)
The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention (hereinafter, simply referred to as “positive electrode”) is a lithium composed of a metal element composed of niobium , a compound containing tungsten and lithium on the surface of a lithium metal composite oxide. It is a positive electrode coated with an ionic conduction oxide. Further, the non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter, simply referred to as “battery”) is a battery composed of a separator, a negative electrode, and an electrolytic solution in addition to the positive electrode.
本発明の正極電極では、ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含む化合物からなるリチウムイオン伝導酸化物で形成された被覆層を有することにより、電極におけるリチウムイオン伝導性を向上できるとともに、正極活物質の劣化を抑制できる。よって、この電極を用いることで、高出力化が実現可能であるとともに、高出力性能が劣化しにくい非水系電解質二次電池用正極電極が提供できる。 The positive electrode of the present invention has a coating layer formed of a lithium ion conductive oxide composed of a metal element composed of niobium and a compound containing tungsten and lithium, whereby the lithium ion conductivity of the electrode can be improved and the lithium ion conductivity can be improved. Deterioration of the positive electrode active material can be suppressed. Therefore, by using this electrode, it is possible to realize high output, and it is possible to provide a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which high output performance is not easily deteriorated.
(正極活物質)
前記正極電極に用いられる薄膜や粒子の原料となるリチウム金属複合酸化物材料は、4V級の高い電圧が得られ、リチウムの拡散方向がa、b面方向に限定された層状型のリチウム複合酸化物であれば良い。このようなリチウム複合酸化物としては、リチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2)、リチウムニッケル複合酸化物(LiNiO2)、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)などの材料が挙げられ、目的とする電池特性に応じて使い分けられている。中でもLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2は、充放電容量と電池の安全性のバランスが取れた正極活物質として広く用いられている。
(Positive electrode active material)
The lithium metal composite oxide material used as a raw material for the thin film and particles used for the positive electrode can obtain a high voltage of 4V class, and the layered lithium composite oxidation in which the diffusion direction of lithium is limited to the a and b plane directions. Anything is fine. Examples of such lithium composite oxides include lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ), and lithium nickel cobalt manganese composite oxide (LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ). Materials such as O 2 ) are mentioned, and they are used properly according to the target battery characteristics. Among them, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 is widely used as a positive electrode active material in which charge / discharge capacity and battery safety are well-balanced.
薄膜状の正極電極は、上記リチウム金属複合酸化物材料の粉末を焼結しターゲットを作製した後、PLD法(パルスレーザー堆積法、以下同じ)により、Pt/Cr/SiO2やPtなどの導電性基板の上にリチウム金属複合酸化物を堆積させることで得られる。
粒子状のリチウム金属複合酸化物を用いた正極電極は、上記リチウム金属複合酸化物材料の粉末と導電助剤および結着剤を混合し、必要に応じて粘度調整のための溶剤を添加し、これらを混練して正極合剤ペーストを作製した後、たとえばアルミニウム箔製の集電体の表面に塗布し、乾燥することで得られる。必要に応じて、電極密度を高めるべく、ロールプレスなどにより加圧することもある。
The thin-film positive electrode is made by sintering the powder of the lithium metal composite oxide material to prepare a target, and then by the PLD method (pulse laser deposition method, the same applies hereinafter) to conduct conductivity such as Pt / Cr / SiO 2 and Pt. It is obtained by depositing a lithium metal composite oxide on a sex substrate.
For the positive electrode using the particulate lithium metal composite oxide, the powder of the lithium metal composite oxide material is mixed with a conductive auxiliary agent and a binder, and if necessary, a solvent for adjusting the viscosity is added. These are kneaded to prepare a positive electrode mixture paste, which is then applied to the surface of a current collector made of, for example, an aluminum foil and dried. If necessary, pressurization may be performed by a roll press or the like in order to increase the electrode density.
(リチウムイオン伝導酸化物)
正極電極となるリチウム金属複合酸化物の表面に設けられるリチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層は、ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含む化合物から形成されている。このニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含むリチウムイオン伝導酸化物は、リチウムイオンの拡散パスが多方向に存在しリチウムイオン伝導性に優れ、かつ大気中で変質しにくく安定であるという特徴がある。
(Lithium ion conductive oxide)
The coating layer made of lithium ion conductive oxide provided on the surface of the lithium metal composite oxide serving as the positive electrode is formed of a metal element made of niobium and a compound containing tungsten and lithium. The lithium ion conductive oxide containing the metal element composed of niobium , tungsten and lithium has diffusion paths of lithium ions in multiple directions, has excellent lithium ion conductivity, and is stable and resistant to deterioration in the atmosphere. There is a feature.
リチウムイオン伝導酸化物としては、ニオブとタングステンとリチウムを含むものがある。
この物質には、Li2WO4とLiNbO3の複合酸化物やLi4WO5とLiNbO3の複合酸化物などがある。また、Li6W2O9とLiNbO3の複合酸化物やLi2WO4とLi3NbO4の複合酸化物やLi4WO5とLi3NbO4の複合酸化物、Li6W2O9とLi3NbO4の複合酸化物などがある。
Lithium ion conductive oxides include those containing niobium , tungsten and lithium .
Examples of this substance include a composite oxide of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 and a composite oxide of Li 4 WO 5 and LiNbO 3 . In addition, a composite oxide of Li 6 W 2 O 9 and Li NbO 3 , a composite oxide of Li 2 WO 4 and Li 3 NbO 4 , a composite oxide of Li 4 WO 5 and Li 3 NbO 4 , Li 6 W 2 O 9 And Li 3 NbO 4 complex oxides and the like.
本発明では、ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含む化合物を被覆に用いることによって、(ア)リチウムとリンの2つの元素を含む化合物や(イ)リチウムとタングステンの2つの元素を含む化合物や(ウ)リチウムとニオブの2つの元素を含む化合物を被覆に用いる場合では達成できない、つぎの効果を得ることができる。 In the present invention, by using a compound containing a metal element composed of niobium , tungsten and lithium for coating, (a) a compound containing two elements of lithium and phosphorus and (b) two elements of lithium and tungsten are used. The following effects, which cannot be achieved when a compound containing (c) or a compound containing two elements of lithium and niob, are used for coating, can be obtained.
すなわち、(ア)リンとリチウムのみ、もしくは、(イ)タングステンとリチウムのみ、もしくは(ウ)ニオブとリチウムのみからなる化合物を形成する場合に比べ、ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを適切な割合で含むことにより、リチウムをトラップすると考えられる非架橋酸素の割合を減少させることが出来る。ここで言う非架橋酸素とは、リチウム金属複合酸化物中の酸素の中で一つの金属元素としか結合を形成していない酸素のことであり、非架橋酸素が多いと正極活物質中をリチウムが移動する際に、酸素原子にトラップされて移動を妨げられる現象が起こりやすくなり、リチウムイオン伝導性を低下させる。
本発明では、W-O,Nb-O結合が多いので、イオン結合性傾向が共有結合性傾向より高くなって非架橋酸素が少なくなる。このため、リチウムイオン伝導性を上記(ア)や(イ)や(ウ)の場合より高くすることができる。
That is, compared to the case of forming a compound consisting of (a) phosphorus and lithium only, (b) tungsten and lithium only, or (c) niobium and lithium only, a metal element composed of niobium , tungsten and lithium are used. By including it in an appropriate proportion, the proportion of non-crosslinked oxygen that is thought to trap lithium can be reduced. The non-crosslinked oxygen referred to here is oxygen that forms a bond with only one metal element among the oxygen in the lithium metal composite oxide, and if there is a large amount of non-crosslinked oxygen, lithium is contained in the positive electrode active material. When moving, the phenomenon of being trapped by oxygen atoms and hindering the movement is likely to occur, which lowers the lithium ion conductivity.
In the present invention, since there are many W —O and Nb—O bonds, the ionic bond tendency becomes higher than the covalent bond tendency, and the amount of non-crosslinked oxygen decreases. Therefore, the lithium ion conductivity can be made higher than in the above cases (a), (b) and (c).
上記したリチウムイオン伝導酸化物としては、とくに、Li2WO4とLiNbO3からなる化合物が好ましい。
化合物がLi2WO4とLiNbO3からなる化合物であることにより、被覆層は非水系電解質二次電池に使用する電解質に対して安定であり、タングステンやリンやニオブの溶出等による電池への悪影響、たとえば、抵抗増加などを低減できる。各々単独の場合に比して、Li2WO4とLiNbO3が複合的に存在することで、Li2WO4からのタングステン溶出、LiNbO3からのニオブ溶出を相互に抑制することが可能と考えられるからである。
As the above-mentioned lithium ion conductive oxide, a compound composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 is particularly preferable.
Since the compound is a compound composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 , the coating layer is stable with respect to the electrolyte used for the non-aqueous electrolyte secondary battery, and the elution of tungsten, phosphorus, niobium, etc. causes the coating layer to the battery. Adverse effects, such as increased resistance, can be reduced. The presence of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 in a complex manner makes it possible to mutually suppress tungsten elution from Li 2 WO 4 and niobium elution from Li NbO 3 as compared with the case of each alone. This is because it is considered.
前記Li2WO4とLiNbO3からなるリチウムイオン伝導酸化物の、Wに対するNbのモル比は、0.5を超え、4未満であることが好ましい。
Li2WO4とLiNbO3からなる化合物のWに対するNbのモル比0.5を超えて4未満であることにより、被覆層のリチウムイオン伝導度をさらに向上させることができ、電池の出力特性を向上させることができる。Wに対するNbのモル比が0.5以下、または4以上であると先述のリチウムをトラップする非架橋酸素の割合が増加し、リチウムイオン伝導度を向上させることが困難になるため好ましくない。
The molar ratio of Nb to W of the lithium ion conductive oxide composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 is preferably more than 0.5 and less than 4.
When the molar ratio of Nb to W of the compound composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 is more than 0.5 and less than 4, the lithium ion conductivity of the coating layer can be further improved, and the output characteristics of the battery can be improved. Can be improved. When the molar ratio of Nb to W is 0.5 or less, or 4 or more, the ratio of the above-mentioned non-crosslinked oxygen that traps lithium increases, and it becomes difficult to improve the lithium ion conductivity, which is not preferable.
前記被覆層に含まれているタングステンおよびニオブの合計モル量は、前記リチウム金属複合酸化物に含まれるリチウム以外の金属元素の合計モル量に対して0.05~5.0%であることが好ましい。
この場合、正極活物質粒子と電解液との間のリチウムイオンの拡散パスがより確実に確保でき、正極活物質粒子を用いた電池の高出力化が可能になる。
逆に、0.05%より小さいと正極活物質粒子21に十分な被覆層を設けることができず、電解液との間のリチウムイオンの拡散パスが確保されない。また、5.0%を超えると被覆層が厚くなりすぎて正極電極中の有効なリチウム金属複合酸化物の割合を減らすことになり電池としての充放電容量が低下してしまう。
The total molar amount of tungsten and niobium contained in the coating layer may be 0.05 to 5.0% with respect to the total molar amount of metal elements other than lithium contained in the lithium metal composite oxide. preferable.
In this case, the diffusion path of lithium ions between the positive electrode active material particles and the electrolytic solution can be more reliably secured, and the output of the battery using the positive electrode active material particles can be increased.
On the contrary, if it is less than 0.05%, a sufficient coating layer cannot be provided on the positive electrode
上記ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含む化合物の状態としては、結晶状態よりも非晶質(アモルファス)状態が望ましい。非晶質状態の方がリチウムイオンの拡散に効果的なチャンネル構造を有するためである。これは結晶の整った層状化合物においてリチウムの拡散経路はc軸に垂直な方向面に限られるのに対して、非晶質状態では結晶の乱れから三次元方向にリチウム拡散経路が存在するためである。 As the state of the compound containing the metal element composed of niobium , tungsten and lithium, an amorphous state is preferable to a crystalline state. This is because the amorphous state has a channel structure that is more effective in diffusing lithium ions. This is because the diffusion path of lithium is limited to the direction plane perpendicular to the c-axis in the layered compound with well-organized crystals, whereas in the amorphous state, the lithium diffusion path exists in the three-dimensional direction due to the disorder of the crystal. be.
(正極電極:被覆層の形態)
本発明における被覆層は、正極に重畳して被覆してもよく(図1参照)、正極を構成する正極活物質粒子に被覆してもよい(図2参照)。
(Positive electrode: Form of coating layer)
The coating layer in the present invention may be superimposed on the positive electrode and coated (see FIG. 1), or may be coated on the positive electrode active material particles constituting the positive electrode (see FIG. 2).
図1に基づき、薄膜形の正極電極の実施形態を説明する。
図示の正極電極は薄膜形であり、集電体である基板12の上面に正極活物質13が層状に形成され、その正極活物質13の上面にリチウムイオン伝導酸化物14が層状に形成されている。このリチウムイオン伝導酸化物14の層が特許請求の範囲にいう被覆層である。
An embodiment of a thin-film positive electrode will be described with reference to FIG.
The positive electrode shown in the figure is a thin film type, and the positive electrode active material 13 is formed in a layer on the upper surface of the
上記のごとき薄膜形の正極電極1は、例えば、上記タングステンとリチウムとを含む粉末およびリンとリチウムとを含む粉末を焼結しリチウム金属複合酸化物からなる正極活物質13を作製する。その後、前記リチウム金属複合酸化物薄膜にPLD法により、ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含む化合物を堆積させリチウムイオン伝導酸化物14を形成することで得られる。
For the thin-film
前記リチウム金属複合酸化物薄膜のみを正極として電池を組むと正極表面にリン酸塩などの電解液の分解成分の付着、電解液との接触に起因する表面劣化、正極表面からのCoの溶出などの影響によって、電解液/正極界面でのリチウムイオンの拡散が阻害され、電解液/正極界面の抵抗増加を招く。
一方、リチウム金属複合酸化物薄膜表面にリチウム拡散性の良いLi2WO4とLiNbO3からなる化合物のようなニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含む化合物で被覆した正極では、この被覆層が正極と電解液との接触を抑えると共にリチウムイオンの透過性が良い保護膜として機能するため、電解液の分解成分の付着や正極活物質表面の表面劣化、正極表面からのCoの溶出などの現象を防止できる。
When a battery is assembled using only the lithium metal composite oxide thin film as the positive electrode, decomposition components of the electrolytic solution such as phosphate adhere to the surface of the positive electrode, surface deterioration due to contact with the electrolytic solution, elution of Co from the positive electrode surface, etc. Due to the influence of the above, diffusion of lithium ions at the electrolytic solution / positive electrode interface is inhibited, which causes an increase in resistance at the electrolytic solution / positive electrode interface.
On the other hand, in the positive electrode, the surface of the lithium metal composite oxide thin film is coated with a metal element composed of niobium such as a compound composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 having good lithium diffusivity, and a compound containing tungsten and lithium. Since this coating layer suppresses contact between the positive electrode and the electrolytic solution and functions as a protective film having good permeability of lithium ions, adhesion of decomposition components of the electrolytic solution, surface deterioration of the surface of the positive electrode active material, and Co from the surface of the positive electrode It is possible to prevent phenomena such as elution.
このため、電界液/正極界面の抵抗が、リチウム金属複合酸化物薄膜のみを正極とした場合と比較して大幅に低減され、電池の出力特性を向上させることができる。
この効果を活かすためにも、リチウムイオン伝導酸化物は正極表面全体に被覆されることが好ましい。
Therefore, the resistance at the electric field liquid / positive electrode interface is significantly reduced as compared with the case where only the lithium metal composite oxide thin film is used as the positive electrode, and the output characteristics of the battery can be improved.
In order to take advantage of this effect, it is preferable that the lithium ion conductive oxide is coated on the entire surface of the positive electrode.
前記リチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層は、1~500nmの厚さであることが好ましい。この層厚は、正極に重畳して被覆した被覆層14(図1参照)にも、正極を構成する正極活物質粒子に被覆した被覆層23(図2参照)にも適用される。
被覆層の厚さが、1~500nmであることにより、リチウムイオン伝導性を発揮して、電池の出力特性を向上させることができる。すなわち、被覆膜の厚さが1nm未満になると、リチウムイオンの拡散パスが有効に作用しないことがあり、500nmを超えると、拡散パスが長くなり過ぎて、充放電容量や出力特性の向上が十分に得られないことがある。
The coating layer made of the lithium ion conductive oxide preferably has a thickness of 1 to 500 nm. This layer thickness is applied to both the coating layer 14 (see FIG. 1) superimposed and coated on the positive electrode and the coating layer 23 (see FIG. 2) coated with the positive electrode active material particles constituting the positive electrode.
When the thickness of the coating layer is 1 to 500 nm, lithium ion conductivity can be exhibited and the output characteristics of the battery can be improved. That is, if the thickness of the coating film is less than 1 nm, the diffusion path of lithium ions may not work effectively, and if it exceeds 500 nm, the diffusion path becomes too long, and the charge / discharge capacity and output characteristics are improved. It may not be enough.
図2に基づき、正極活物質粒子を用いた正極電極の実施形態を説明する。この図2は正極活物質12を構成する正極活物質粒子21の表面の拡大図である。
正極活物質21は、複数の1次粒子22が凝集して形成されたものである。そして、正極活物質粒子21においては、一次粒子であるリチウム金属複合酸化物22上、またはこれらの一次粒子22からなる二次粒子(つまり活物質粒子21)上に、リチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層23が設けられている。正極活物質粒子21は、一次粒子22、または一次粒子22が凝集した二次粒子21、もしくは一次粒子22と二次粒子21の混合物のいずれでもよい。
An embodiment of a positive electrode using positive electrode active material particles will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is an enlarged view of the surface of the positive electrode
The positive electrode
正極活物質21が、二次粒子21から構成されている場合には、内部まで(つまり、一次粒子22の表面に)被覆層23が設けられていることが好ましいが、二次粒子21の表面全体に薄膜状の被覆層23が設けられている場合には、内部まで被覆層が設けられておらずともよい。
被覆層23が、リチウム金属複合酸化物の粒子の表面に形成されていることにより、正極活物質粒子と電解液との間にリチウムイオンの拡散パスを確保することができ、正極活物質粒子を用いた電池の高出力化が可能になる。
When the positive electrode
Since the
(非水素電解質二次電池)
上記正極薄膜電極に加え、セパレータ、リチウムの挿抜が可能な負極、電解液から構成される電池を作製することによって、高出力が実現可能な非水系電解質二次電池用正極材料および二次電池を容易に提供することが可能となる。
(Non-hydrogen electrolyte secondary battery)
In addition to the above positive electrode thin film electrode, by manufacturing a battery consisting of a separator, a negative electrode into which lithium can be inserted and removed, and an electrolytic solution, a positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a secondary battery capable of achieving high output can be produced. It can be easily provided.
以下に、電池の各構成を詳細に説明する。
(1)正極
図1に示す正極薄膜電極1を構成する場合は、集電体である基板12上に、薄膜状にリチウム金属複合酸化物である正極活物質13が堆積され、さらに重畳してリチウムイオン伝導酸化物14が薄膜状に形成されている。
Each configuration of the battery will be described in detail below.
(1) Positive Electrode When the positive electrode
図2に示すように、正極活物質粒子21により正極を形成する場合は、通常の非水系電解質二次電池の正極と同様に、正極活物質粒子21とカーボン粉などの導電材、バインダー、溶剤を混錬してペースト化し、集電体上のペーストを塗工することにより、正極を得ることができる。
As shown in FIG. 2, when the positive electrode is formed by the positive electrode
(2)負極
負極には、リチウムの挿抜が可能な材料であればよく、通常の非水系電解質二次電池の負極と同様に、炭素物質の粉状体を集電体上に塗工したものを用いることができ、コインセルの場合は、金属リチウム、もしくはリチウム合金が好ましく用いられる。負極を構成する金属リチウム、もしくはリチウム合金は、コインセルが膨れないように厚みを0.5~2.0mmの範囲とすることが好ましい。コインセルに収まるように直径(5~15mm)程度の面積に負極をくり抜くことが必要で、負極は正極より面積が大きいものが好ましい。
(2) Negative electrode The negative electrode may be made of a material that allows lithium to be inserted and removed, and is coated with a powdered carbon substance on the current collector, similar to the negative electrode of a normal non-aqueous electrolyte secondary battery. In the case of a coin cell, metallic lithium or a lithium alloy is preferably used. The thickness of the metallic lithium or lithium alloy constituting the negative electrode is preferably in the range of 0.5 to 2.0 mm so that the coin cell does not swell. It is necessary to hollow out the negative electrode to an area of about a diameter (5 to 15 mm) so that it fits in the coin cell, and the negative electrode preferably has a larger area than the positive electrode.
(3)セパレータ
正極と負極との間にはセパレータを挟み込んで配置する。セパレータは、正極と負極間の絶縁、さらには電解液を保持するなどの機能を持つものであり、一般的な非水系電解質二次電池で使用されているものを用いることができる。例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ガラス(SiO2)あるいはそれら積層品等の多孔膜など、その必要機能を有するものであればよく、一般的な非水系電解質二次電池で使用されているセパレータで測定妨害元素が含まれなければ、特に限定されるものではない。
(3) Separator A separator is sandwiched between the positive electrode and the negative electrode. The separator has functions such as insulation between the positive electrode and the negative electrode and also holds an electrolytic solution, and a separator used in a general non-aqueous electrolyte secondary battery can be used. For example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), glass (SiO 2 ), or a porous film such as a laminated product thereof may be used as long as it has the necessary functions, and is used in a general non-aqueous electrolyte secondary battery. The separator is not particularly limited as long as it does not contain a measurement interfering element.
(4)非水系電解液
非水系電解液は、電解質としてのリチウム塩を有機溶媒に溶解したものである。有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート等の環状カーボネート、また、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート等の鎖状カーボネート、さらに、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル化合物、エチルメチルスルホン、ブタンスルトン等の硫黄化合物、リン酸トリエチル、リン酸トリオクチル等のリン化合物等から選ばれる1種を単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。
(4) Non-aqueous electrolyte solution The non-aqueous electrolyte solution is obtained by dissolving a lithium salt as an electrolyte in an organic solvent. Examples of the organic solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and trifluoropropylene carbonate, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and dipropyl carbonate, and moreover, tetrahydrofuran and 2-. One selected from ether compounds such as methyltetrahydrofuran and dimethoxyethane, sulfur compounds such as ethylmethyl sulfone and butane sulton, phosphorus compounds such as triethyl phosphate and trioctyl phosphate, etc. is used alone or in combination of two or more. be able to.
電解質としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiN(CF3SO2)2等、およびそれらの複合塩を用いることができる。さらに、非水系電解液は、ラジカル補足剤、界面活性剤および難燃剤等を含んでいてもよい。 As the electrolyte, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , etc., and a composite salt thereof can be used. Further, the non-aqueous electrolyte solution may contain a radical catching agent, a surfactant, a flame retardant and the like.
(5)電池の構成
図3に示すように、上記(1)~(4)に記載の正極1および負極2を、セパレータ3を介して積層させて電極体とし、この電極体に非水電解液を含浸させる。正極1および負極2をそれぞれ外部端子と接続して導通させる。以上の構成のものを金属製の容器に入れて電池を作製する。
(5) Battery Configuration As shown in FIG. 3, the
(実施例1)
本実施例においては、正極活物質13としてLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜を用い、その表面にリチウムイオン伝導酸化物14としてLi2WO4とLi3PO4からなる化合物薄膜を形成した。
(Example 1)
In this embodiment, a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film is used as the positive electrode active material 13, and the surface thereof is composed of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 as the lithium ion conductive oxide 14. A compound thin film was formed.
(1)正極活物質13
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜は、PLD法により作製した。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2の組成となるようにLi2CO3とNiO、Co3O4、MnO2を混合し、980℃酸素雰囲気で焼成してLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末を作成した。その後、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末をペレットに加圧成形し、1000℃酸素雰囲気下で焼結しLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2ペレットを作製した。このペレットをターゲットとして、500℃酸素雰囲気下において、Pt基板(基板12)上に8mm×8mmの面積でLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜(正極活物質13)のみを約300nmの厚みに形成した。
(2)リチウムイオン伝導酸化物14
Li2WO4とLi3PO4からなる化合物薄膜の作製には、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜と同様にPLD法を用いた。原料粉末をLi2WO4の組成となるよう混合した後、焼結してペレットにしてターゲットとした。また、原料粉末をLi3PO4の組成となるよう混合した後、焼結してペレットにしてターゲットとした。
(3)正極薄膜電極1
上記のターゲットを用いて、正極活物質13であるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜の上にさらにリチウムイオン伝導酸化物14であるLi2WO4とLi3PO4からなる化合物薄膜を形成した。形成要領は、25℃、酸素分圧20Paで約300nmの厚さで形成したものであり、このようにして正極薄膜電極1を作製した。
XRDでLi2WO4とLi3PO4からなる化合物の状態を確認したところ、非晶質状態であり、XPSでLi2WO4とLi3PO4からなる化合物中のWとPの比を確認したところ、1:1であった。また、正極薄膜を600℃で2.5時間熱処理してXRD測定を行ったところ、Li2WO4とLi3PO4からなる化合物であることが確認された。
(1) Positive electrode active material 13
The LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film was prepared by the PLD method. LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 is mixed with Li 2 CO 3 and NiO, Co 3 O 4 and MnO 2 and fired in an oxygen atmosphere at 980 ° C. LiNi 1/3 . Co 1/3 Mn 1/3 O 2 powder was prepared. Then, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 powder was pressure-molded into pellets and sintered in an oxygen atmosphere at 1000 ° C. to obtain LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 pellets. Made. Targeting these pellets, under an oxygen atmosphere at 500 ° C., only a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O2 thin film (positive electrode active material 13) is placed on a Pt substrate (substrate 12) with an area of 8 mm × 8 mm. It was formed to a thickness of about 300 nm.
(2) Lithium ion conductive oxide 14
The PLD method was used to prepare the compound thin film composed of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 , as in the case of the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film. The raw material powder was mixed so as to have the composition of Li 2 WO 4 , and then sintered to be pelletized and used as a target. Further, the raw material powder was mixed so as to have the composition of Li 3 PO 4 , and then sintered to be pelletized and used as a target.
(3) Positive electrode
Using the above target, on the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film which is the positive electrode active material 13 and further from Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 which are lithium ion conductive oxides 14. A compound thin film was formed. The forming procedure was to form the electrode at 25 ° C. and an oxygen partial pressure of 20 Pa to a thickness of about 300 nm, and the positive electrode
When the state of the compound consisting of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 was confirmed by XRD, it was in an amorphous state, and the ratio of W to P in the compound consisting of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 was determined by XPS. Upon confirmation, it was 1: 1. Further, when the positive electrode thin film was heat-treated at 600 ° C. for 2.5 hours and XRD measurement was performed, it was confirmed that the compound was composed of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 .
(4)評価
正極薄膜の評価には以下のように図3に示す電池を作製し、正極界面抵抗を測定することで行った。
正極薄膜電極1(評価用電極)を用いて2032型のコイン型電池10を、露点が-80℃に管理されたAr雰囲気のグローブボックス内で作製した。
負極2には、直径13mmの円盤状に打ち抜かれた厚さ0.5mmの金属リチウムを用い、電解液には、1MのLiPF6を支持電解質とするエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の等量混合液(宇部興産株式会社製)を用いた。セパレータ3には薄膜25μmのポリエチレン多孔膜を用いた。また、コイン型電池10は、ガスケット4で正極缶6と負極缶7とを組合わせで容器を構成し、その内部に入れた正極1や負極2等をウェーブワッシャー5で固定し、コイン状の電池に組み立てられた。
正極界面抵抗はコイン型電池10を充電電位4.0Vまで充電して、周波数応答アナライザおよびポテンショガルバノスタットを使用して、交流インピーダンス測定を行い図4に示すインピーダンススペクトルを得た。得られたインピーダンススペクトルには、高周波領域と中間周波領域とに2つの半円が観測され、低周波領域に直線が観察されていることから、図5に示す等価回路モデルを組んで正極界面抵抗を解析した。ここで、Rsはバルク抵抗、R1は正極被膜抵抗、Rctは電解液/正極界面抵抗(界面のLi+移動抵抗)、Wはワーブルグ成分、CPE1,CPE2は定相要素を示す。次に、作製した非晶質状態の正極薄膜を用いて電池性能を比較した。その結果を表1に示す。
(4) Evaluation The evaluation of the positive electrode thin film was performed by preparing the battery shown in FIG. 3 as shown below and measuring the positive electrode interfacial resistance.
A 2032 type coin-
The
For the positive surface resistance, the coin-
(実施例2)
正極活物質13となるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜上にリチウムイオン伝導酸化物14となるLi2WO4とLi3PO4からなる化合物を、そのWとPの比を1:2として成膜した以外は、実施例1と同様にして作製した非水系電解質二次電池用正極材料を用いてコイン型電池を作製し、その電池評価を行った。
(Example 2)
A compound consisting of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 , which are lithium ion conductive oxides 14, is placed on a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film, which is the positive electrode active material 13, of W and P. A coin-type battery was produced using the positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery produced in the same manner as in Example 1 except that the film was formed with a ratio of 1: 2, and the battery was evaluated.
(実施例3)
正極活物質13となるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜上にリチウムイオン伝導酸化物14となるLi2WO4とLi3PO4からなる化合物を、そのWとPの比を1:4として成膜した以外は、実施例1と同様にして作製した非水系電解質二次電池用正極材料を用いてコイン型電池を作製し、その電池評価を行った。
(Example 3)
A compound consisting of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 , which are lithium ion conductive oxides 14, is placed on a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film, which is the positive electrode active material 13, of W and P. A coin-type battery was produced using the positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery produced in the same manner as in Example 1 except that the film was formed with a ratio of 1: 4, and the battery was evaluated.
(実施例4)
正極活物質13となるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜上にリチウムイオン伝導酸化物14となるLi2WO4とLi3PO4からなる化合物を、そのWとPの比を1:0.5として成膜した以外は、実施例1と同様にして作製した非水系電解質二次電池用正極材料を用いてコイン型電池を作製し、その電池評価を行った。
(Example 4)
A compound consisting of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 , which are lithium ion conductive oxides 14, is placed on a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film, which is the positive electrode active material 13, of W and P. A coin-type battery was produced using the positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery produced in the same manner as in Example 1 except that the film was formed with a ratio of 1: 0.5, and the battery was evaluated.
(実施例5)
本実施例においては、正極活物質13としてLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜を用い、その表面にリチウムイオン伝導酸化物14としてLi2WO4とLiNbO3からなる化合物薄膜を形成した。
(Example 5)
In this embodiment, a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film is used as the positive electrode active material 13, and a compound thin film composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 as the lithium ion conductive oxide 14 on the surface thereof. Formed.
(1)正極活物質13
実施例1と同様にして作製した。
(2)リチウムイオン伝導酸化物14
Li2WO4とLiNbO3からなる化合物薄膜の作製には、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜と同様にPLD法を用いた。原料粉末をLi2WO4の組成となるよう混合した後、焼結してペレットにしてターゲットとした。また、原料粉末をLi3NbO4の組成となるよう混合した後、焼結してペレットにしてターゲットとした。
(3)正極薄膜電極1
上記のターゲットを用いて、正極活物質13であるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜の上にさらにリチウムイオン伝導酸化物14であるLi2WO4とLiNbO3からなる化合物薄膜を形成した。形成要領は、25℃、酸素分圧20Paで約300nmの厚さで形成したものであり、このようにして正極薄膜電極1を作製した。
XRDでLi2WO4とLiNbO3からなる化合物の状態を確認したところ、非晶質状態であり、XPSでLi2WO4とLiNbO3からなる化合物中のWとNbの比を確認したところ、1:1であった。また、正極薄膜を600℃で2.5時間熱処理してXRD測定を行ったところ、Li2WO4とLiNbO3からなる化合物であることが確認された。
(1) Positive electrode active material 13
It was produced in the same manner as in Example 1.
(2) Lithium ion conductive oxide 14
The PLD method was used to prepare the compound thin film composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 in the same manner as the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film. The raw material powder was mixed so as to have the composition of Li 2 WO 4 , and then sintered to be pelletized and used as a target. Further, the raw material powder was mixed so as to have a composition of Li 3 NbO 4 , and then sintered to be pelletized and used as a target.
(3) Positive electrode
Using the above target, a compound consisting of Li2 WO 4 and LiNbO 3 which are lithium ion conductive oxides 14 is further formed on a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film which is a positive electrode active material 13. A thin film was formed. The forming procedure was to form the electrode at 25 ° C. and an oxygen partial pressure of 20 Pa to a thickness of about 300 nm, and the positive electrode
When the state of the compound composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 was confirmed by XRD, it was in an amorphous state, and when the ratio of W and Nb in the compound composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 was confirmed by XPS, it was confirmed. It was 1: 1. Further, when the positive electrode thin film was heat-treated at 600 ° C. for 2.5 hours and XRD measurement was performed, it was confirmed that the compound was composed of Li 2 WO 4 and Li NbO 3 .
(4)評価
実施例1と同様にして実施した。
(4) Evaluation The same procedure as in Example 1 was carried out.
(実施例6)
正極活物質13となるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜上にリチウムイオン伝導酸化物14となるLi2WO4とLiNbO3からなる化合物中のWとNbの比を1:2として成膜した以外は、実施例5と同様にして作製した非水系電解質二次電池用正極材料を用いてコイン型電池を作製し、その電池評価を行った。
(Example 6)
The ratio of W to Nb in the compound consisting of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 as the lithium ion conductive oxide 14 on the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film which becomes the positive electrode active material 13 is 1. A coin-type battery was produced using the positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery produced in the same manner as in Example 5 except that the film was formed as: 2, and the battery was evaluated.
(実施例7)
正極活物質13となるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜上にリチウムイオン伝導酸化物14となるLi2WO4とLiNbO3からなる化合物中のWとNbの比を1:4として成膜した以外は、実施例5と同様にして作製した非水系電解質二次電池用正極材料を用いてコイン型電池を作製し、その電池評価を行った。
(Example 7)
The ratio of W to Nb in the compound consisting of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 as the lithium ion conductive oxide 14 on the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film which becomes the positive electrode active material 13 is 1. A coin-type battery was produced using the positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery produced in the same manner as in Example 5 except that the film was formed as: 4, and the battery was evaluated.
(実施例8)
正極活物質13となるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜上にリチウムイオン伝導酸化物14となるLi2WO4とLiNbO3からなる化合物中のWとNbの比を1:0.5として成膜した以外は、実施例5と同様にして作製した非水系電解質二次電池用正極材料を用いてコイン型電池を作製し、その電池評価を行った。
(Example 8)
The ratio of W to Nb in the compound consisting of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 as the lithium ion conductive oxide 14 on the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film which becomes the positive electrode active material 13 is 1. A coin-type battery was produced using the positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery produced in the same manner as in Example 5 except that the film was formed as 0.5, and the battery was evaluated.
(比較例1)
比較例1においては、正極活物質としてLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜を用いた。
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜は、実施例1と同様に作製した。得られたLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2ペレットをターゲットとして、500℃酸素雰囲気下において、Pt基板(基板12)上に8mm×8mmの面積でLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜(正極活物質13)のみを約300nmの厚みに形成して正極薄膜電極1を作製した。リチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層は形成されていない。
正極薄膜の評価には実施例1~4と同様に、図3に示す電池を作製し、正極界面抵抗を測定することで行った。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film was used as the positive electrode active material.
The LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film was prepared in the same manner as in Example 1. Targeting the obtained LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 pellet, LiNi 1/3 Co 1 / on an area of 8 mm × 8 mm on a Pt substrate (substrate 12) under an oxygen atmosphere at 500 ° C. 3 Only a Mn 1/3 O 2 thin film (positive electrode active material 13) was formed to a thickness of about 300 nm to prepare a positive electrode
The evaluation of the positive electrode thin film was carried out by producing the battery shown in FIG. 3 and measuring the interface resistance of the positive electrode in the same manner as in Examples 1 to 4.
(比較例2)
正極活物質となるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜上にLi2WO4を成膜した以外は、実施例1と同様にして作製した非水系電解質二次電池用正極材料を用いてコイン型電池を作製し、その電池評価を行った。Li2WO4は特許文献3に記載された組成物である。
(Comparative Example 2)
Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery produced in the same manner as in Example 1 except that Li 2 WO 4 was formed on the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film, which is the positive electrode active material. A coin-type battery was manufactured using the material, and the battery was evaluated. Li 2 WO 4 is the composition described in
(比較例3)
正極活物質となるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜上にLi3PO4を成膜した以外は、実施例1と同様にして作製した非水系電解質二次電池用正極材料を用いてコイン型電池を作製し、その電池評価を行った。Li3PO4は特許文献1に記載されたリン酸リチウムに含まれる組成物であり、特許文献2に記載された組成物である
(Comparative Example 3)
Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery produced in the same manner as in Example 1 except that Li 3 PO 4 was formed on a thin film of Li Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 which is a positive electrode active material. A coin-type battery was manufactured using the material, and the battery was evaluated. Li 3 PO 4 is a composition contained in lithium phosphate described in
(比較例4)
正極活物質となるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜上にLiNbO3を成膜した以外は、実施例1と同様にして作製した非水系電解質二次電池用正極材料を用いてコイン型電池を作製し、その電池評価を行った。
(Comparative Example 4)
A positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery produced in the same manner as in Example 1 except that LiNbO 3 was formed on a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film as a positive electrode active material. A coin-type battery was manufactured using the battery, and the battery was evaluated.
表1より、実施例1~4のLi2WO4とLi3PO4からなるリチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層を形成したLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜は、比較例1の未被覆のLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜と比較して正極界面抵抗が大幅に(約1/4~1/5)低減され、出力特性が向上している様子が分かった。要因としてはリチウムイオン伝導性に優れた非晶質状態のLi2WO4とLi3PO4からなる化合物を被覆したことによって、正極活物質であるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜が直接電解液と接しなくなったため劣化が抑制され、さらに正極のリチウム拡散性が向上し、電界液/正極界面の抵抗がLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜と比較して大幅に低減されたためと考えられる。 From Table 1, the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film having a coating layer made of a lithium ion conductive oxide composed of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 of Examples 1 to 4 was formed. Compared with the uncoated LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O2 thin film of Comparative Example 1, the positive interfacial resistance is significantly reduced (about 1/4 to 1/5) and the output characteristics are improved. I found out how it was. As a factor, by coating a compound consisting of Li 2 WO 4 and Li 3 PO 4 in an amorphous state with excellent lithium ion conductivity, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 , which is a positive electrode active material, is used. Since the O 2 thin film no longer comes into direct contact with the electrolytic solution, deterioration is suppressed, the lithium diffusivity of the positive electrode is further improved, and the resistance at the electric field solution / positive electrode interface is LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film. This is probably because it was significantly reduced in comparison.
また、実施例1~4は、比較例2(特許文献3の従来技術に対応)のLi2WO4のみを堆積したLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜および比較例3(特許文献1,2の従来技術に対応)のLi3PO4のみを堆積したLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜と比較しても、正極界面抵抗が低減され、出力特性が向上している様子が分かった。要因としてはリチウムイオン伝導性に優れたLi2WO4およびLi3PO4を混合することにより、それぞれ単体よりもLi2WO4とLi3PO4からなる化合物の方がさらにリチウムイオン伝導性が向上し正極のリチウム拡散性が向上したためと考えられる。
Further, Examples 1 to 4 are a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O2 thin film and Comparative Example 3 in which only Li 2 WO 4 of Comparative Example 2 (corresponding to the prior art of Patent Document 3) is deposited. Compared with the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O2 thin film in which only Li 3 PO 4 deposited (corresponding to the prior art of
さらに、実施例1~4同士を比較すると、W:Pが1:4である実施例3とW:Pが1:0.5である実施例4は比較例1~3に比べ正極界面抵抗が低減されているものの、実施例1、2に比べるとやや正極界面抵抗が大きいことがある。それゆえ、W:Pは1:0.5を超えて1:4よりも小さいことがより効果的であることがわかる。 Further, when Examples 1 to 4 are compared with each other, Example 3 in which W: P is 1: 4 and Example 4 in which W: P is 1: 0.5 have positive electrode interface resistance as compared with Comparative Examples 1 to 3. However, the positive electrode interface resistance may be slightly larger than that of Examples 1 and 2. Therefore, it can be seen that it is more effective that W: P exceeds 1: 0.5 and is smaller than 1: 4.
表2より、実施例5~8のLi2WO4とLiNbO3からなるリチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層を形成したLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜は、比較例1の未被覆のLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜と比較して正極界面抵抗が大幅に(約1/4~1/5)低減され、出力特性が向上している様子が分かった。要因としてはリチウムイオン伝導性に優れた非晶質状態のLi2WO4とLiNbO3からなる化合物を被覆したことによって、正極活物質であるLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜が直接電解液と接しなくなったため劣化が抑制され、さらに正極のリチウム拡散性が向上し、電界液/正極界面の抵抗がLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜と比較して大幅に低減されたためと考えられる。 From Table 2, the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film having a coating layer made of a lithium ion conductive oxide composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 of Examples 5 to 8 is a comparative example. Compared with the uncoated LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O2 thin film of 1, the positive interfacial resistance is significantly reduced (about 1/4 to 1/5), and the output characteristics are improved. I understood the situation. As a factor, by coating a compound consisting of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 in an amorphous state with excellent lithium ion conductivity, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 which is a positive electrode active material is used. Deterioration is suppressed because the thin film no longer comes into direct contact with the electrolytic solution, the lithium diffusivity of the positive electrode is further improved, and the resistance at the electric field solution / positive electrode interface is higher than that of the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film. This is probably because it was significantly reduced.
また、実施例5~8は、比較例2(特許文献3の従来技術に対応)のLi2WO4のみを堆積したLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜および比較例4のLiNbO3のみを堆積したLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2薄膜と比較しても、正極界面抵抗が低減され、出力特性が向上している様子が分かった。要因としてはリチウムイオン伝導性に優れたLi2WO4およびLiNbO3を混合することにより、それぞれ単体よりもLi2WO4とLiNbO3からなる化合物の方がさらにリチウムイオン伝導性が向上し正極のリチウム拡散性が向上したためと考えられる。 Further, Examples 5 to 8 are a LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O2 thin film and Comparative Example 4 in which only Li 2 WO 4 of Comparative Example 2 (corresponding to the prior art of Patent Document 3) is deposited. It was found that the positive interfacial resistance was reduced and the output characteristics were improved as compared with the LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 thin film in which only LiNbO 3 was deposited. As a factor, by mixing Li 2 WO 4 and LiNbO 3 which are excellent in lithium ion conductivity, the compound composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 further improves the lithium ion conductivity and the positive electrode, respectively, than the simple substance. This is probably because the lithium diffusivity has improved.
さらに、実施例5~8同士を比較すると、W:Nbが1:4である実施例7とW:Nbが1:0.5である実施例8は比較例1、2および4に比べ正極界面抵抗が低減されているものの、実施例5、6に比べるとやや正極界面抵抗が大きいことがある。それゆえ、W:Nbは1:0.5を超えて1:4よりも小さいことがより効果的であることがわかる。 Further, when Examples 5 to 8 are compared with each other, Example 7 having W: Nb of 1: 4 and Example 8 having W: Nb of 1: 0.5 have a positive electrode as compared with Comparative Examples 1, 2 and 4. Although the interfacial resistance is reduced, the positive electrode interfacial resistance may be slightly larger than that of Examples 5 and 6. Therefore, it can be seen that it is more effective that W: Nb exceeds 1: 0.5 and is smaller than 1: 4.
本発明の非水系電解質二次電池用正極材料および二次電池は、高出力が要求される電気自動車やハイブリッド自動車用電池に好適である。また、本正極材料は材料の溶解性などの諸特性に左右されることなく様々なリチウム金属複合酸化物、リチウムイオン伝導酸化物に適用できる。 The positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and the secondary battery of the present invention are suitable for batteries for electric vehicles and hybrid vehicles that require high output. Further, this positive electrode material can be applied to various lithium metal composite oxides and lithium ion conductive oxides without being influenced by various properties such as solubility of the material.
1 正極薄膜電極
2 負極
3 セパレータ
4 ガスケット
5 ウェーブワッシャー
6 正極缶
7 負極缶
10 コイン型電池
12 基板
13 正極活物質
14 リチウムイオン伝導酸化物
21 正極活物質粒子(二次粒子)
22 リチウム金属複合酸化物(一次粒子)
23 リチウムイオン伝導酸化物
1 Positive electrode
22 Lithium metal composite oxide (primary particles)
23 Lithium-ion conductive oxide
Claims (9)
該正極の表面に形成された、ニオブからなる金属元素とタングステンとリチウムとを含むリチウムイオン伝導酸化物からなる被覆層とからなり、
前記リチウムイオン伝導酸化物が、Li 2 WO 4 とLiNbO 3 からなる化合物である
ことを特徴とする非水系電解質二次電池用正極電極。 A positive electrode composed of a positive electrode active material made of a lithium metal composite oxide, and a positive electrode
It is composed of a coating layer made of a metal element made of niobium and a lithium ion conductive oxide containing tungsten and lithium, which is formed on the surface of the positive electrode .
The lithium ion conductive oxide is a compound composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 .
A positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery .
ことを特徴とする請求項1記載の非水系電解質二次電池用正極電極。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 , wherein the molar ratio of Nb to W of the lithium ion conductive oxide composed of Li 2 WO 4 and LiNbO 3 is more than 0.5 and less than 4. For positive electrode.
ことを特徴とする請求項1または2記載の非水系電解質二次電池用正極電極。 The total molar amount of tungsten and niobium contained in the coating layer is 0.05 to 5.0% with respect to the total molar amount of metal elements other than lithium contained in the lithium metal composite oxide. The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2 , wherein the positive electrode is characterized.
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の非水系電解質二次電池用正極電極。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 , 2 or 3, wherein the lithium ion conductive oxide containing the metal element composed of niobium , tungsten and lithium is in an amorphous state. Positive electrode.
ことを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の非水系電解質二次電池用正極電極。 The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 , 2, 3 or 4, wherein the positive electrode is a thin film, and the coating layer is superimposed on the positive electrode to form a layer.
ことを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の非水系電解質二次電池用正極電極。 The non-aqueous system according to claim 1 , 2, 3 or 4, wherein the lithium metal composite oxide is in the form of particles, and the coating layer is formed on the surface of the particles of the lithium metal composite oxide. Positive electrode for electrolyte secondary batteries.
ことを特徴とする請求項5または6に記載の非水系電解質二次電池用正極電極。 The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 5 or 6 , wherein the coating layer has a thickness of 1 to 500 nm.
ことを特徴とする非水系電解質二次電池用正極活物質。 A positive electrode active material used for the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 5 or 6 , wherein the lithium metal composite oxide contains a metal element composed of niobium , tungsten, and lithium. A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, characterized in that a coating layer made of an oxide is formed.
ことを特徴とする非水系電解質二次電池。 A non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 8, wherein a positive electrode using the positive electrode active material is used .
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017102734 | 2017-05-24 | ||
| JP2017102734 | 2017-05-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018198193A JP2018198193A (en) | 2018-12-13 |
| JP7067037B2 true JP7067037B2 (en) | 2022-05-16 |
Family
ID=64662692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017231350A Active JP7067037B2 (en) | 2017-05-24 | 2017-12-01 | Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material used for this, and non-aqueous electrolyte secondary battery using this |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7067037B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020026508A1 (en) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | Jx金属株式会社 | Positive electrode active material for all-solid lithium ion battery, positive electrode for all-solid lithium ion battery, and all-solid lithium ion battery |
| JP7451247B2 (en) * | 2020-03-17 | 2024-03-18 | 本田技研工業株式会社 | How to collect lithium ions |
| JP7284774B2 (en) * | 2021-02-26 | 2023-05-31 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | Manufacturing method of active material powder with LPO and active material powder with LPO |
| CN115050946B (en) * | 2022-07-22 | 2023-11-24 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | Positive electrode active material, preparation method thereof, positive electrode plate and battery |
| WO2024190991A1 (en) * | 2023-03-13 | 2024-09-19 | 에스케이온 주식회사 | Positive electrode active material for secondary battery and secondary battery comprising same |
| JP2026046002A (en) * | 2024-08-30 | 2026-03-13 | 住友金属鉱山株式会社 | Positive electrode active material for lithium-ion secondary batteries, and lithium-ion secondary batteries |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013015069A1 (en) | 2011-07-28 | 2013-01-31 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
| WO2017056449A1 (en) | 2015-09-29 | 2017-04-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
-
2017
- 2017-12-01 JP JP2017231350A patent/JP7067037B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013015069A1 (en) | 2011-07-28 | 2013-01-31 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
| WO2017056449A1 (en) | 2015-09-29 | 2017-04-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018198193A (en) | 2018-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6816756B2 (en) | Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material used for it, and secondary battery using this | |
| JP7077943B2 (en) | Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and its manufacturing method, positive electrode mixture paste for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP7067037B2 (en) | Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material used for this, and non-aqueous electrolyte secondary battery using this | |
| KR102761160B1 (en) | Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and its manufacturing method, positive electrode composite paste for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| US11411214B2 (en) | Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries, production method thereof, positive electrode mixture material paste for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| CN101127399B (en) | Method for producing active material and electrode, active material, and electrode | |
| JP6323725B2 (en) | Positive electrode active material used for lithium ion secondary battery | |
| JP7035167B2 (en) | Electrode group and non-aqueous electrolyte battery | |
| JP4897223B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP7310155B2 (en) | Positive electrode active material for lithium-ion secondary battery and manufacturing method thereof, positive electrode mixture paste for lithium-ion secondary battery, and lithium-ion secondary battery | |
| WO2015102091A1 (en) | Electrode and nonaqueous electrolyte battery | |
| JP2016048671A (en) | Positive electrode and nonaqueous electrolyte battery | |
| JP2018045819A (en) | Electrode and nonaqueous electrolyte battery | |
| KR101127616B1 (en) | Positive electrode active material, manufacturing method thereof and lithium secondary battery using the same | |
| JP6848199B2 (en) | A method for producing a positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode material, and a positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery. | |
| JP6572558B2 (en) | Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material used therefor, and secondary battery using the same | |
| JP6634966B2 (en) | Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, positive electrode material used therefor, secondary battery using the same, and method of manufacturing positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2020123500A (en) | Positive electrode active material and non-aqueous electrolyte secondary battery including the same | |
| EP2642568B1 (en) | Composite positive electrode active material, electrode for lithium secondary battery including composite positive electrode active material, and lithium secondary battery | |
| JP2020129499A (en) | Method for producing positive electrode active material for lithium ion secondary battery, positive electrode active material for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery | |
| CN102414873B (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP7025681B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| KR20130099341A (en) | Electrode active material for lithium secondary battery, preparing method thereof, electrode including the electrode active material, and lithium secondary battery employing the electrode | |
| JP2007080583A (en) | Secondary battery electrode and secondary battery | |
| JP2020149901A (en) | A method for manufacturing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery, a positive electrode material for a lithium ion secondary battery, a method for manufacturing a positive electrode mixture for a lithium ion secondary battery, and a lithium ion secondary battery. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200821 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210721 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210907 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211101 |
|
| 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: 20220329 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220411 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7067037 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |